基于非共价键作用的磷光共轭聚合物的设计、合成及其生物应用

发布时间：2017-09-12 15:12

  本文关键词：基于非共价键作用的磷光共轭聚合物的设计、合成及其生物应用

  更多相关文章： 氧气传感 磷光铱配合物 共轭聚合物 软盐 生物成像

【摘要】：人类的生命活动离不开氧气的参与,供氧不足导致的生物细胞乏氧是肿瘤的重要特征,实现对肿瘤细胞的乏氧检测已成为生物医学研究领域的热点。磷光过渡金属配合物(如铱、钌、铂等)作为一类重要的乏氧探针,能够实现无损、可逆和实时地检测细胞内氧气。其中铱配合物由于具有较高的量子效率、可调的发光波长以及容易修饰的分子结构等优点,在生物乏氧检测方面得到广泛应用。共轭聚合物具有荧光小分子不可比拟的优点:能与分析物受体特异性相互作用或者非特异性相互作用,具有较多的结合位点、吸收系数大、光稳定性好、斯托克斯位移大等。由于以上这些优点,共轭聚合物已被广泛研究用于生物领域。本论文中主要设计合成了一类阴离子型铱配合物并研究其在生物传感方面的应用;在此基础之上结合共轭聚合物和磷光铱配合物的优点开发了一种基于非共价键作用的荧光/磷光双发射聚合物基软盐并将其应用于细胞内乏氧检测。主要内容如下:1.设计、合成了一类阴离子型过渡金属铱配合物,相比于中性和阳离子型铱配合物而言,该类阴离子型铱配合物合成简单、产率高,具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性。将其作为生物探针,通过共聚焦成像、磷光寿命成像实现了肿瘤细胞内不同氧气浓度的检测。此阴离子型铱配合物具有光稳定性强、量子效率高、磷光寿命长等突出的光物理性质,在生物成像应用中利用寿命成像技术可以消除短寿命生物自发荧光的干扰,明显提高成像的信噪比与检测的灵敏性。2.设计、合成了一种荧光/磷光双发射聚合物基软盐材料。将对氧气不敏感的阳离子型荧光共轭聚合物与对氧气敏感的阴离子型磷光铱配合物通过静电作用结合在一起形成磷光共轭聚合物软盐,从而可以实现对细胞内氧气的比率检测。对氧气敏感的磷光铱配合物具有长的发光寿命,而共轭聚合物具有良好的水溶性、优异的光物理性质,将两者结合应用于生物成像中能够削弱背景荧光的干扰,提高检测的信噪比。该材料作为生物探针具有低的生物毒性、高的检测灵敏性及良好的生物相容性,将其应用于细胞成像中,通过比率法成像和磷光寿命成像,实现了对活细胞内不同氧含量的检测,提高了检测的准确性。
【关键词】：氧气传感 磷光铱配合物 共轭聚合物 软盐 生物成像
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4;O657.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 引言10
• 1.2 磷光铱配合物10-17
• 1.2.1 磷光铱配合物概述10-11
• 1.2.2 磷光铱配合物光物理性质应用研究11-17
• 1.3 共轭聚合物17-24
• 1.3.1 共轭聚合物概述17-18
• 1.3.2 共轭聚合物在生物应用中的研究进展18-24
• 1.4 磷光过渡金属基软盐的应用研究24-27
• 1.5 本论文的设计思路和研究内容27-29
• 第二章 阴离子型铱配合物的设计、合成及其应用研究29-45
• 2.1 引言29
• 2.2 设计思路29-30
• 2.3 实验部分30-36
• 2.3.1 主要药品和试剂30-31
• 2.3.2 实验仪器和方法31-32
• 2.3.3 阴离子型铱配合物的合成32-36
• 2.4 结果与讨论36-44
• 2.4.1 化合物结构表征36
• 2.4.2 阴离子型铱配合物光物理性质36-37
• 2.4.3 阴离子型铱配合物对氧气的响应性37-39
• 2.4.4 阴离子型铱配合物对氧气响应可逆性39-40
• 2.4.5 阴离子型铱配合物的细胞毒性40-41
• 2.4.6 阴离子型铱配合物细胞成像41-44
• 2.5 本章小结44-45
• 第三章 磷光共轭聚合物软盐的设计、合成及其生物应用45-59
• 3.1 引言45-46
• 3.2 设计思路46-47
• 3.3 实验部分47-51
• 3.3.1 主要药品与试剂47
• 3.3.2 实验仪器和方法47-49
• 3.3.3 材料的合成49-51
• 3.4 结果与讨论51-58
• 3.4.1 化合物结构表征51
• 3.4.2 磷光共轭聚合物软盐的光物理性质51-52
• 3.4.3 磷光共轭聚合物软盐对氧气响应性52-54
• 3.4.4 磷光共轭聚合物软盐的细胞毒性54-55
• 3.4.5 磷光共轭聚合物软盐细胞成像55-57
• 3.4.6 磷光共轭聚合物软盐磷光寿命成像57-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第四章 总结与展望59-60
• 参考文献60-65
• 附录1 部分化合物的核磁和质谱图65-70
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文70-71
• 附录3 攻读硕士学位期间申请的专利71-72
• 附录4 攻读硕士学位期间参加的科研项目72-73
• 致谢73

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本文编号：837943