区分死活细胞荧光探针的设计合成及生物成像应用

发布时间：2021-05-08 10:25

　　区分死活细胞、检测细胞活性在细胞生物学及医药领域研究中发挥着举足轻重的作用。在生物学中,区分死活细胞是研究细胞凋亡过程的重要工具;在医药领域,区分死活细胞、统计细胞存活率是确认药物药效和细胞毒性的最直接方法。因此,区分检测死活细胞的试剂是生命科学领域的重要研究工具,开发这类工具在生命医学领域意义重大,具有广阔的商业化前景。目前,已经将很多方法应用于细胞凋亡的检测,包括细胞形态分析法,比色法和荧光检测法。其中,荧光检测法具有独特优势（高灵敏度和选择性,实时、可视化原位荧光成像等）,使其在生命科学和医学领域得到了广泛的应用。与只有一种发射颜色的turn-on/off型探针相比,同时具有两个荧光发射峰的比率型荧光探针在成像时可以通过自身两个信号峰的比值进行校正,可以极大地提高检测的准确性。然而,这种以比率的方式检测细胞活性的荧光探针鲜有报道。因此,构建实时原位监测细胞凋亡的比率型荧光探针具迫切需要。在本文中,我们利用pH响应、激发态分子内电荷转移（ESIPT）机制以及荧光共振能量转移（FRET）机制,合理构建出三种比率型荧光探针以检测细胞凋亡。首先设计合成了具有pH响应位点,且对线粒体和RN... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 荧光探针的信号传递机制
        1.2.1 分子内电荷转移(ICT)
        1.2.2 荧光共振能量转移(FRET)
        1.2.3 激发态分子内电荷转移(ESIPT)
    1.3 检测细胞活力荧光探针研究进展
        1.3.1 基于酯酶活性改变检测死活细胞的荧光探针
        1.3.2 基于ΔΨ_m变化可逆检测细胞活力的荧光探针
        1.3.3 基于Caspases检测细胞活力的荧光探针
        1.3.4 基于膜的不对称变化检测细胞活力的荧光探针
        1.3.5 基于膜的完整性检测细胞活力的荧光探针
    1.4 本文的研究工作
第二章 实时可视化比率检测细胞凋亡荧光探针的设计合成及生物成像应用
    2.1 前言
    2.2 探针的设计与合成
        2.2.1 材料和仪器
        2.2.2 测试溶液的制备
        2.2.3 细胞培养和染色
        2.2.4 探针PVMR的设计
        2.2.5 探针PVMR的制备与表征
    2.3 探针的光学性能
        2.3.1 探针PVMR的紫外-可见吸收光谱
        2.3.2 探针PVMR的 pH荧光测试
        2.3.3 探针PVMR在缓冲溶液中的RNA滴定实验
        2.3.4 探针PVMR的选择性实验
        2.3.5 探针PVMR对 RNA的识别机理研究
    2.4 探针在细胞成像中的应用
        2.4.1 探针PVMR对细胞的毒性试验
        2.4.2 探针PVMR的活细胞成像及共定位实验
        2.4.3 探针PVMR的固定细胞成像实验
        2.4.4 探针PVMR的识别机理探讨
        2.4.5 探针PVMR应用于监测H_2O_2 诱导的活细胞氧化损伤
        2.4.6 探针PVMR应用于可视化细胞凋亡
    2.5 小结
第三章 基于ESIPT机制比率型区分死活细胞荧光探针的设计合成及生物成像应用
    3.1 前言
    3.2 探针的设计与合成
        3.2.1 主要试剂
        3.2.2 主要仪器
        3.2.3 测试溶液的制备
        3.2.4 细胞培养与染色
        3.2.5 探针DACA的设计
        3.2.6 探针DACA的制备与表征
    3.3 探针的光学性能
        3.3.1 探针DACA及其水解产物的单光子吸收和荧光测试
        3.3.2 探针DACA及其水解产物的双光子荧光测试
    3.4 探针在细胞成像中的应用
        3.4.1 探针DACA对细胞的毒性试验
        3.4.2 探针DACA在活细胞和死细胞中的双色成像实验
        3.4.3 探针DACA双色成像死活细胞的机理探讨
        3.4.4 H2O2处理的细胞成像实验
        3.4.5 UV处理的细胞成像实验
        3.4.6 探针DACA的双光子成像实验
        3.4.7 探针DACA及化合物1的光稳定性测试
    3.5 小结
第四章 基于FRET机理比率型检测死活细胞荧光探针的设计合成及生物成像应用
    4.1 前言
    4.2 探针的设计与合成
        4.2.1 主要试剂
        4.2.2 主要仪器
        4.2.3 测试溶液的制备
        4.2.4 细胞培养与染色
        4.2.5 探针的设计
        4.2.6 探针的制备与表征
    4.3 探针的光学性能
        4.3.1 探针HVQ、MTR-1和G-1 的紫外及荧光光谱测试
        4.3.2 探针MTR-1 在缓冲溶液中的RNA滴定实验
    4.4 探针在细胞成像中的应用
        4.4.1 探针对细胞的毒性试验
        4.4.2 探针HVQ的活细胞成像和共定位实验
        4.4.3 探针HVQ-MTDR联用监测ΔΨ_m降低过程
        4.4.4 探针MTR-1的活细胞和固定细胞成像实验
        4.4.5 探针MTR-1在活细胞和固定细胞中的定位实验
        4.4.6 探针G-1在活细胞中的染色及共定位实验
        4.4.7 探针MTR-1和G-1在CCCP处理时的亚细胞器迁移实验
        4.4.8 MTR-1与G-1 联用在CCCP处理下比率可视化ΔΨ_m降低
        4.4.9 MTR-1与G-1 联用比率监测H_2O_2 诱导细胞的氧化损伤实验
    4.5 小结
第五章 结论与展望
参考文献
附图
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]聚集诱导发光机理研究[J]. 张双,秦安军,孙景志,唐本忠.  化学进展. 2011(04)
[2]生精细胞凋亡的基因调控[J]. 黄宇烽.  中华男科学杂志. 2005(09)



本文编号：3175173