几种检测磷酸根离子的反应型荧光探针设计、合成及生物成像应用研究

发布时间：2017-08-20 07:18

  本文关键词：几种检测磷酸根离子的反应型荧光探针设计、合成及生物成像应用研究

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【摘要】：在生命体系中,生理活性物种通常具有低浓度、高反应活性及寿命短等特点。因而,要在生命体系内确定某种生理活性物种的分布情况依然面临着巨大的挑战。近年来,荧光探针检测技术逐渐成为研究的热点,源于其特殊的优越性。与众多生物检测技术手段相比,荧光探针技术具有灵敏度高、响应时间短以及非侵入性检测等优点。作为荧光探针的一种,反应型荧光探针具有专一识别、高选择性响应的特点,逐渐成为荧光探针研究领域的新宠。本论文选取具有重要生命意义的磷酸根离子进行研究。磷酸根是一个重要的核苷酸新陈代谢的产物,在生物系统中的能量转换和储存中扮演着至关重要的角色。我们设计和合成了几种检测磷酸根离子的反应型荧光探针,并对它们的光物理性质和生物学应用进行了测试研究。研究发现这几种荧光探针对磷酸根离子具有优异的选择性和良好的光谱信号响应变化,部分荧光探针还被成功应用于生物荧光成像检测磷酸根离子的研究中。本文分别以1,8-萘啶氟硼配合物、香豆素衍生物和菁染料化合物为荧光团,设计和合成了高选择性检测磷酸根离子的反应型荧光探针分子1、2、SN1、SN2和SN3:1、以氮氧螯合1,8-萘啶氟硼配合物为荧光团,甲氧基草酰氯为接受基团,开发了两种新颖的荧光探针1和2。我们观察到在探针1和2的DMSO HEPES缓冲液(0.02 M,pH 7.4)(V/V=8:2)中加入磷酸根离子(Pi)后,探针1和2的溶液颜色由无色变为黄色,同时伴随着荧光发射信号的猝灭。探针1和2被成功应用于HeLa细胞的荧光成像研究,通过荧光强度的变化可检测细胞中外源性Pi的含量。2、分别以4-甲基-7氨基香豆素和4-甲基-7-乙氨基香豆素为荧光团,甲氧基草酰氯为接受基团设计合成了荧光探针SN1和SN2。探针SN1和SN2实现了在焦磷酸根(PPi)和三磷酸腺苷(ATP)等众多干扰离子干扰下对Pi的off-on的专一识别。我们通过核磁滴定和质谱检测研究确定了它们的作用机理,并成功将探针SN1应用于细胞和秀丽线虫体内外源性和内源性Pi的检测。3、以菁染料IR-780为荧光团,甲氧基草酰氯为接受基团设计和合成了探针SN3。探针SN3对Pi表现出比色变化和荧光增强响应变化。在含水溶液体系中加入磷酸根离子时,溶液颜色从绿色变为黄色。我们成功将探针SN3应用于检测CHO细胞中的Pi。
【关键词】：1 8-萘啶氟硼配合物 香豆素 菁染料 磷酸根离子 反应型荧光探针
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-24
• 1.1 反应型荧光探针8
• 1.2 反应型荧光探针的特点8-9
• 1.3 反应型荧光探针的分类9-15
• 1.3.1 基于氧化环加成类反应型荧光探针9-10
• 1.3.2 基于氧化断键类反应型荧光探针10-12
• 1.3.3 基于还原断键类反应型荧光探针12
• 1.3.4 基于亲核类反应型荧光探针12-14
• 1.3.5 基于金属调节类反应型荧光探针14-15
• 1.3.6 基于金属反应类反应型荧光探针15
• 1.4 检测Pi的荧光探针15-22
• 1.4.1 检测Pi的荧光探针的分类15-16
• 1.4.2 氢键作用型磷酸根及其衍生物荧光探针16-18
• 1.4.3 金属配位型磷酸根及其衍生物荧光探针18-21
• 1.4.4 取代置换型磷酸根及其衍生物荧光探针21-22
• 1.4.5 反应型磷酸根荧光探针22
• 1.5 本论文的设计思想及意义22-24
• 第2章 基于 1,8-萘啶氟硼荧光团比色型探针对检测Pi的性能研究24-37
• 2.1 本章引言24
• 2.2 实验部分24-27
• 2.2.1 仪器与溶剂24-25
• 2.2.2 化合物1和 2 的合成及表征25-26
• 2.2.3 探针1和 2 的测试条件26-27
• 2.3 结果与讨论27-36
• 2.3.1 探针1和 2 加入Pi后的紫外和荧光光谱的测定27-33
• 2.3.2 探针1和 2 检测Pi的机理验证33-35
• 2.3.3 探针1和 2 在Hela细胞中用与检测外源性的Pi35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第3章 基于香豆素荧光团Off-On型探针对检测Pi的性能研究37-48
• 3.1 本章引言37
• 3.2 实验部分37-40
• 3.2.1 仪器与溶剂37
• 3.2.2 化合物SN1和SN2的合成及表征37-39
• 3.2.3 探针SN1和SN2的测试条件39-40
• 3.3 结果与讨论40-47
• 3.3.1 探针SN1和SN2中加入Pi后的紫外和荧光光谱的测定40-44
• 3.3.2 探针SN1检测Pi的机理验证44-46
• 3.3.3 探针SN1在Hela细胞和秀丽线虫中检测外源性和内源性的Pi46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 基于菁染料荧光团比色型荧光增强探针对检测Pi的性能研究48-57
• 4.1 本章引言48
• 4.2 实验部分48-50
• 4.2.1 仪器与溶剂48-49
• 4.2.2 化合物SN3的合成及表征49
• 4.2.3 探针SN3的测试条件49-50
• 4.3 结果与讨论50-56
• 4.3.1 探针SN3中加入Pi后的紫外和荧光光谱的测定50-53
• 4.3.2 探针SN3检测Pi的机理验证53-56
• 4.3.3 探针SN3在CHO细胞中用与检测外源性和内源性的Pi56
• 4.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-63
• 附录 本文合成的化合物的核磁和质谱图63-74
• 攻读学位期间发表学术论文和研究成果74-75
• 致谢75

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1 王姗姗;;小分子荧光探针在硫醇检测中的最新研究进展[J];科技信息;2010年23期

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本文编号：705269