新型pH荧光探针的构筑与造影研究

发布时间：2017-04-13 03:15

  本文关键词：新型pH荧光探针的构筑与造影研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：许多细胞生理过程如细胞生长、内吞作用以及钙离子调控等过程均会涉及生物分子的质子化和去质子化过程并伴随着细胞微环境pH的改变。同时细胞内pH(pHi)的反常可导致细胞的功能紊乱和疾病如癌症和阿尔兹海默症等。因此,精确并快速地检测pHi对于细胞分析和诊断具有重要意义。常见的用于检测pHi的方法包括电化学、核磁共振、吸收光谱法和荧光探针方法,其中,荧光pH探针法因其高选择性和灵敏度以及对细胞无损伤等优点得到了广泛的研究及应用,同时pH荧光造影技术由于能够提供实时原位的pH变化的信息也成为pHi研究的主流。因此,发展高选择性和灵敏度以及可逆性的pH荧光探针是非常重要的。 本研究首先通过选择具有可见光激发特点且生物相容性好,Stokes位移大的NBD-NH_2作为荧光团来构筑pH探针。通过在其4-位引入简单的氨基或羟基作为H+识别基团,设计并合成了三个基于分子内电荷转移(ICT)和光致电子转移(PET)机制的pH探针(NBD-OH, NBD-en, NBD-Py)。光谱性质研究表明它们对pH的响应灵敏度高,有很好的水溶性以及良好的光稳定性。尤其是,NBD-Py的pKa为6.48,pH响应范围是4.5-9.0,比较适合于pHi的检测；同时,Na+,K+,Ca2+,Mg2+和其他过渡金属离子对其pH响应性能无干扰。通过NBD-Py在He la细胞中的造影实验,证实了其pHi造影性能,并且具有良好的溶酶体靶向性,为溶酶体中的质子化与去质子化研究提供了新的可靠手段。 由于比例计量型探针具有对pH更准确定量的能力,我们还以FRET机制构筑了一个比例计量型pH探针NBDPEAC,该探针分子以乙烯胺为连接基团将对pH不敏感的香豆素酸作为荧光能量给体与pH敏感的荧光能量受体NBDPZ连接起来。荧光光谱pH滴定实验表明,NBDPEAC探针的544nm处的荧光强度随着pH的升高而减弱,470nm处的荧光强度有一定程度的增强。通过对NBDPEAC的pH荧光滴定曲线的线性拟合,发现该探针在pH4.2到6.2之间能够对H+进行定量检测。最后我们将NBDPEAC用于MCF-7细胞内pH检测,发现其有很好的生物相容性并且具有定量检测细胞pH变化的应用价值。
【关键词】：NBD 荧光探针 pH 增强 比例计量
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 中文摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-28
• 1 生命体中的pH及其检测方法9
• 2 荧光探针法9-15
• 2.1 荧光的产生9-10
• 2.2 荧光光谱10-12
• 2.3 荧光分子探针12-15
• 3 pH荧光探针的发展15-23
• 3.1 基于氟化硼络合二吡咯甲川(BODIPY)的pH探针15-17
• 3.2 基于荧光素(Fluorescein)的pH探针17-18
• 3.3 基于甲川菁(Cyanine)的pH探针18-20
• 3.4 基于其他荧光团的pH探针20-23
• 4 我们的研究目标23
• 参考文献23-28
• 第二章 基于NBD-NH_2荧光团的增强型pH探针28-46
• 1 引言28-29
• 2 实验部分29-34
• 2.1 实验材料、仪器和数据处理软件29-30
• 2.2 化学合成30-33
• 2.3 三个探针的性质测试及细胞造影33-34
• 3 实验结果与讨论34-44
• 3.1 三个探针的合成及表征34
• 3.2 三个探针的紫外和荧光光谱34-36
• 3.3 三个探针的荧光和紫外pH滴定36-41
• 3.4 NBD-Py的金属离子选择性及可逆性研究41-42
• 3.5 NBD-Py的细胞造影42-44
• 4 小结44
• 参考文献44-46
• 第三章 基于FRET机理的比例计量型pH探针46-61
• 1 引言46-47
• 2 实验部分47-50
• 2.1 实验材料、仪器和数据处理软件47
• 2.2 中间体及目标产物的化学合成47-50
• 2.3 NBDPEAC的性质测试及细胞造影50
• 3 实验结果与讨论50-59
• 3.1 探针的合成及表征50-51
• 3.2 NBDPZ的紫外及荧光光谱pH滴定51-53
• 3.3 Cmn和NBDPZ光谱重叠情况研究53
• 3.4 NBDPEAC探针紫外和荧光光谱的研究53-55
• 3.5 NBDPEAC探针荧光和紫外pH滴定的研究55-57
• 3.6 NBDPEAC的细胞造影57-59
• 4 小结59
• 参考文献59-61
• 附录A 目标产物的表征图谱61-66
• 附录B 硕士期间已发表和待发表文章66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

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1 潘利华，董向明，杜继贤，，王淑英;铕的时间分辨激光荧光光谱分析──Ⅰ方法研究[J];光谱学与光谱分析;1995年04期

  本文关键词：新型pH荧光探针的构筑与造影研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：302680