一种基于罗丹明类染料荧光分子探针的合成及其在NADH检测方面的应用

发布时间：2017-07-18 07:28

  本文关键词：一种基于罗丹明类染料荧光分子探针的合成及其在NADH检测方面的应用

  更多相关文章： NADH 荧光探针 氧杂蒽 二乙胺基

【摘要】：荧光检测在现在是一种细胞检测常用的手段,因为其方便快捷,成本低,且具有高灵敏度和特异性,因此相比传统的检测方法,荧光分析更受欢迎。众所周知罗丹明(Rhodamine)类基于氧杂蒽母体结构的荧光团具有非常良好的荧光特性,比如量子产率高、衍生化性质可调控、对pH的适应性好、波长较长在500nm左右有发射,处于可见光区域,更适合临床检测观察。在细胞代谢中,NAD+/NADH是一对核心代谢物,是表征细胞代谢失衡的最佳参数,而癌细胞有着与众不同的NADH水平。NAD+/NADH在细胞内是一对电子载体,在氧化还原反应中负责运输电子,当细胞内进行氧化还原反应的时候,大多数时候都有NAD+/NADH的参与,因此设计能够实时检测活体细胞内的NAD+/NADH水平值是很有必要的,具有非常重要的战略意义以及对未来细胞水平的生物体内新陈代谢水平情况,细胞的生长,细胞的病变,细胞的衰老,癌变的研究具有重要的价值。本论文利用氧杂蒽结构为母体,衍生化合成了四个化合物分别是0902A、0902B1、0902B2、0902C,是以氧杂蒽为母体合成的双螺环结构,具有很大的共轭结构,并且通过核磁、质谱对其进行了表征。这几个化合物具有螺环内酯的结构,在与NADH结合的时候,位于分子两端处的二乙胺基基团的N原子作为电子受体接受来自NADH的电子,从而发生氧化还原反应,将NADH氧化成NAH+,N原子因接受电子之后具有更强的供电子能力,从而向氧杂蒽结构的荧光发射基团输送电子。荧光基团受激发之后,具有给电子能力的二乙胺基的N原子使其处于最高占据轨道的电子转入激发态氧杂蒽结构的荧光团因电子激发而空出的电子轨道,使氧杂蒽荧光团被光激发电子无法回到原基态轨道发射荧光,导致氧杂蒽荧光基团荧光淬灭,这是典型的ICT机理。我们观察到以上四种探针分子,在不同的pH值溶液中会有不同的结构,尤其是在pH=1-3的溶液中,分子的吸收峰出现很大的大而宽的没有精细结构的波谱图形,有可能是强酸性下H+与化合物进行了结合,导致氧杂蒽荧光基团结构的荧光发射出现了变化。但是在生理环境的pH值范围内,我们通过检测,上述四种化合物表现了很好的稳定性,因此为生理环境下活体细胞的检测提供了可能。通过体系的筛选我们最后确定了水与乙醇在不同比例下的体系(每个化合物的比例均不同),在这样的体系下对NADH具有很高的选择性,灵敏度,其他小分子离子对其没有干扰。在此基础上我们通过调节合适的pH值,选择合适的溶剂体系,可以让0902A、0902B1、0902B2、0902C对NADH具有很高的选择性。
【关键词】：NADH 荧光探针 氧杂蒽 二乙胺基
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 关于荧光检测的发展10-11
• 1.1.2 关于荧光探针检测NADH11
• 1.2 荧光检测原理及方法11-15
• 1.2.1 荧光染料起源11-12
• 1.2.2 荧光发光机理12-13
• 1.2.3 荧光染料检测机理13-15
• 1.3 NADH理化性质及检测手段15-18
• 1.3.1 什么是NADH15
• 1.3.2 NADH理化性质15-17
• 1.3.3 NAD~+/NADH在细胞内的比例17-18
• 1.4 NADH常用的检测方法18-23
• 1.4.1 紫外分光光度法18-19
• 1.4.2 荧光分析法19
• 1.4.3 电化学分析法19-20
• 1.4.4 酶解体系法20-21
• 1.4.5 电泳法21-22
• 1.4.6 色谱分析法22
• 1.4.7 质谱分析法22-23
• 1.5 研究开发新型NADH分子探针的意义及目的23-25
• 1.5.1 NADH分子探针研究的进展23-24
• 1.5.2 NADH分子探针的研究目的24
• 1.5.3 NADH分子探针研究的应用及展望24-25
• 第二章 基于氧杂蒽染料的双螺环结构的NADH分子探针25-58
• 2.1 设计思路25-26
• 2.2 实验方法26-30
• 2.2.1 合成路线26
• 2.2.2 仪器与试剂26
• 2.2.3 化合物的合成方法与表征26-29
• 2.2.4 光谱测试方法29-30
• 2.3 实验结果分析与讨论30-57
• 2.3.1 双螺环中间体性质分析30-32
• 2.3.2 探针分子识别性能分析与研究32-41
• 2.3.3 探针分子离子干扰性能的分析与研究41-50
• 2.3.4 探针分子的连续滴定实验50-54
• 2.3.5 探针分子的pKa54-57
• 2.4 本章小结57-58
• 结论58-60
• 参考文献60-64
• 发表论文和科研情况说明64-65
• 致谢65-66

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