基于硅氧键断裂的氟离子荧光探针

发布时间：2017-04-25 17:35

  本文关键词：基于硅氧键断裂的氟离子荧光探针，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：阴离子在很多化学和生物进程中扮演着重要的角色,因此,近来年阴离子的识别和检测受到了极大的关注。其中,氟离子的识别和检测尤为重要。氟是人体所必需的微量元素,适量的氟化物摄入可以预防龋齿,治疗骨质疏松症。但是高浓度的氟化物摄入会导致氟斑牙、氟骨症、尿石症以及癌症等疾病。传统的氟离子分析方法有离子色谱法、选择电极法、氟试剂比色法和荧光探针法。荧光探针法具有高灵敏度、低检测限、快速简便、成本低及抗干扰能力强等优点,还可以进行生物荧光成像,检测生物体内和细胞内的氟离子。因此,荧光探针法检测氟离子被广泛应用。本论文设计合成了两例基于硅氧键断裂,用于细胞成像的高选择性氟离子荧光探针FP和FP-1。探针FP利用氟诱导硅氧键断裂,进而发生分子内成环反应生成具有高荧光量子产率(Φ=0.84)的久洛尼定香豆素衍生物,实现对氟离子的荧光"turn-on"型检测。FP对氟离子具有专一的选择性,灵敏度高(0.17μM),将其制作成试纸,最低可检测纯水中19 ppb的氟离子。FP的创新点是首次点亮了细胞线粒体中的低浓度氟离子(10μM),不受其他阴离子的干扰。探针FP-1是以氰基二苯乙烯为荧光母体的双光子氟离子荧光探针。在DMSO和HEPES (V/V=7:3)混合体系中,加入氟离子,硅氧键断裂,分子发生一个扭曲的分子内电荷转移(TICT)过程,探针荧光淬灭,实现对氟离子的"turn-off"型检测。FP-1对氟离子的响应时问快,灵敏度高,选择性好。FP-1能用于活细胞的单光子和双光子荧光成像,检测细胞中的氟离子,是一个好的生物荧光成像分子开关。
【关键词】：氟离子 荧光探针 线粒体 细胞成像 双光子 扭曲的分子内电荷转移(TICT)
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-32
• 1.1 引言9
• 1.2 我国地方性氟中毒类型9-10
• 1.2.1 饮水型氟中毒9-10
• 1.2.2 饮茶型氟中毒10
• 1.2.3 燃煤污染型氟中毒10
• 1.3 氟离子的检测方法10-11
• 1.3.1 离子色谱法10-11
• 1.3.2 氟离子选择电极法11
• 1.3.3 氟试剂比色法11
• 1.3.4 氟离子荧光探针法11
• 1.4 荧光探针简介11-12
• 1.5 氟离子荧光探针12-31
• 1.5.1 氢键型氟离子荧光探针12-20
• 1.5.2 路易斯酸受体型氟离子荧光探针20-30
• 1.5.3 氢键和路易斯酸混合型氟离子荧光探针30-31
• 1.6 本课题的来源及研究内容31-32
• 2 点亮细胞线粒体中氟离子的高选择性荧光探针32-60
• 2.1 引言32-33
• 2.1.1 氟中毒与细胞线粒体的联系32
• 2.1.2 香豆素荧光母体32-33
• 2.1.3 探针分子FP的设计33
• 2.2 实验部分33-41
• 2.2.1 实验仪器与试剂33-34
• 2.2.2 探针FP的合成步骤34
• 2.2.3 中间体及探针FP的合成方法34-37
• 2.2.4 探针FP的性能测试37-41
• 2.3 结果与讨论41-59
• 2.3.1 探针FP对氟离子的响应时间扫描41-42
• 2.3.2 探针FP对氟离子的饱和浓度滴定42-43
• 2.3.3 探针FP对氟离子的选择性以及阴离子的竞争性研究43-45
• 2.3.4 探针FP对氟离子的灵敏度研究45-46
• 2.3.5 探针FP对氟离子的检测机理研究46-47
• 2.3.6 探针FP的试纸应用47-48
• 2.3.7 探针FP的细胞生物毒性实验48-49
• 2.3.8 探针FP在活细胞中的荧光成像49-50
• 2.3.9 探针FP在活细胞内对氟离子的响应时间成像50-51
• 2.3.10 探针FP在活细胞内对线粒体共定位研究51-57
• 2.3.11 探针FP在活细胞内对氟离子的灵敏度研究57-58
• 2.3.12 探针FP在活细胞内对氟离子及其他阴离子的选择性研究58-59
• 2.4 本章小结59-60
• 3 基于氰基二苯乙烯母体的氟离子荧光探针60-75
• 3.1 引言60
• 3.2 实验部分60-64
• 3.2.1 实验仪器与试剂60-61
• 3.2.2 探针FP-1的合成路线61
• 3.2.3 探针FP-1及中间体的合成方法61-62
• 3.2.4 探针FP-1的性能测试62-64
• 3.3 实验结果与讨论64-74
• 3.3.1 探针FP-1的溶剂化效应64-65
• 3.3.2 探针FP-1对氟离子的响应时间65-66
• 3.3.3 探针FP-1对氟离子的浓度滴定66-67
• 3.3.4 探针FP-1对氟离子的选择性以及阴离子的竞争性实验67-68
• 3.3.5 探针FP-1对氟离子的最低检测限测定68-69
• 3.3.6 pH对探针FP-1的影响69-70
• 3.3.7 探针FP-1对氟离子的机理研究70-72
• 3.3.8 探针FP-1在细胞内的荧光成像72-74
• 3.4 本章小结74-75
• 结论75-76
• 参考文献76-82
• 附录A 化合物的谱图82-89
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况89-90
• 致谢90-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李鹏;骆文静;王捍国;孙勇;谷苗;胡楠;余擎;;线粒体途径在氟化物诱导成牙本质细胞凋亡中的作用[J];牙体牙髓牙周病学杂志;2010年06期

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本文编号：326742