壳聚糖基AIE荧光探针的分子设计及其在细胞成像中的应用

发布时间：2017-09-21 22:43

  本文关键词：壳聚糖基AIE荧光探针的分子设计及其在细胞成像中的应用

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【摘要】：壳聚糖因具有优异的生物相容性、生物可降解性以及低毒性等众多优点而被当做一种医用材料广泛使用。然而,壳聚糖有限的水溶性限制了它在药物释放以及生物监测方面的应用。解决这个问题的一个有效途径是对壳聚糖进行水溶性修饰,而在众多方法中,聚乙二醇修饰壳聚糖是一种较为有效的手段。将聚乙二醇接枝到壳聚糖上主要有两种途径：通过2号位上的氨基引入聚乙二醇；以及通过6号位上的羟基引入聚乙二醇。在这两种途径中,后者保留了活性氨基,使得后续进一步修饰成为可能,因而被认为是更加有效地一种方法。另一方面,荧光检测技术具有高灵敏度、低噪音等突出优点。而一般小分子荧光染料因为具有聚集诱导淬灭特性,而极大地限制了其应用范围,影响检测效果。与之相反,具有聚集诱导发光特性(AIE)的荧光分子则不会在聚集态下发生荧光淬灭,光谱随浓度变化无漂移,且敏感度高,这些因素使得AIE特性的荧光分子在生物监测领域的应用越来越广泛。本论文结合以上两种思路,以使用壳聚糖为主体制备具有聚集诱导发光性能的荧光探针,同时增强其水溶性以提高在生物体内的长循环时间,主要取得了以下成果：通过点击反应成功合成出结构可控的聚乙二醇接枝壳聚糖产物,并以此进一步制备了四苯基乙烯(TPE)修饰的聚乙二醇接枝壳聚糖荧光探针。该荧光探针的激发波及荧光发射峰分别位于320 nm及474nm。MTT实验结果证明了该材料无细胞毒性,荧光显微镜照片显示荧光分子成功进入细胞,成像效果良好。此外,通过巯基-双硫键的交换反应制备得到了通过双硫键接枝PEG的壳聚糖衍生物。
【关键词】：壳聚糖 聚乙二醇 点击反应 聚集诱导发光 双硫键
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 致谢3-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文献综述10-34
• 1.1. 壳聚糖10-20
• 1.1.1. 壳聚糖的物理化学性质10-12
• 1.1.2. 粘膜给药12
• 1.1.3. 基因治疗12-13
• 1.1.4. 壳聚糖作为药物载体的局限13-14
• 1.1.5. 壳聚糖衍生物14-20
• 1.1.5.1. 羟甲基化壳聚糖14-15
• 1.1.5.2. 季铵化壳聚糖15
• 1.1.5.3. PEG化壳聚糖15-16
• 1.1.5.4. PEG化壳聚糖的合成方法16-20
• 1.2. 具有聚集诱导发光现象(AIE)的荧光分子20-32
• 1.2.1. 具有AIE性质的各类小分子22-23
• 1.2.2. 具有AIE性质的大分子23-32
• 1.2.2.1. 大分子的设计和合成23-25
• 1.2.2.2. 自由基聚合25-28
• 1.2.2.3. 共聚28-30
• 1.2.2.4. AIE修饰的大分子30-32
• 1.3. 课题提出及方案设计32-34
• 1.3.1. 课题提出32
• 1.3.2. 研究思路与内容32-34
• 第二章 实验部分34-50
• 2.1. 原料及仪器34-35
• 2.1.1. 实验原料34-35
• 2.1.2. 实验仪器35
• 2.2. 测试与表征35-36
• 2.2.1. 核磁共振35
• 2.2.2. 紫外-可见光谱(UV-Vis)35-36
• 2.2.3. 元素分析36
• 2.2.4. 红外光谱分析(IR)36
• 2.3. 壳聚糖原料的制备与测定36-38
• 2.3.1. 壳聚糖的脱乙酰化处理36
• 2.3.2. 壳聚糖的降解36
• 2.3.3. 脱乙酰度的测定36-37
• 2.3.4. 分子量的测定37-38
• 2.4. 具有牢固结构的PEG-CS-TPE荧光探针的制备38-43
• 2.4.1. N-邻苯甲酰化壳聚糖的制备38-39
• 2.4.2. 6-对甲苯磺酸基-N-邻苯甲酰化壳聚糖制备39-40
• 2.4.3. 6-叠氮基-N-邻苯甲酰化壳聚糖的制备40-41
• 2.4.4. 端炔基的mPEG的制备41
• 2.4.5. 聚乙二醇-壳聚糖的制备41-42
• 2.4.6. TPE标记的聚乙二醇-壳聚糖的制备42-43
• 2.5. 细胞培养43-46
• 2.5.1. 磷酸盐缓冲液的配置43
• 2.5.2. 细胞复苏43-44
• 2.5.3. 细胞传代44
• 2.5.4. 细胞计数44
• 2.5.5. 细胞毒性测试(MTT测试)44-45
• 2.5.6. 细胞冻存45
• 2.5.7. 细胞成像45-46
• 2.6. 通过双硫键链接的PEG-CS的制备46-50
• 2.6.1. 琥珀酰化壳聚糖的制备46
• 2.6.2. 巯基化壳聚糖的制备46-47
• 2.6.3. 端羧基的mPEG的制备47
• 2.6.4. 胱胺盐酸盐的制备47
• 2.6.5. mPEG-ss-NH_2的制备47-48
• 2.6.6. mPEG-ss-CS的制备48-50
• 第三章 结果与讨论50-71
• 3.1. 各个聚合产物的结构表征50-61
• 3.1.1. 邻苯甲酰化壳聚糖的合成与表征50-52
• 3.1.2. 6-对甲苯磺酸酯N-邻苯甲酰化壳聚糖的合成与表征52-53
• 3.1.3. 6-叠氮基N-邻苯甲酰化壳聚糖的合成与表征53-56
• 3.1.4. 端炔基的端甲氧基聚乙二醇的合成与表征56-57
• 3.1.5. 点击反应制备聚乙二醇壳聚糖接枝产物的合成与表征57-58
• 3.1.6. TPE标记的聚乙二醇接枝壳聚糖产物的合成与表征58-60
• 3.1.7. 小结60-61
• 3.2. TPE标记的聚乙二醇接枝壳聚糖产物在生物检测方面的应用61-66
• 3.2.1. TPE标记的聚乙二醇接枝壳聚糖产物的荧光性能分析61-62
• 3.2.2. TPE-CS-mPEG对细胞存活和增值的影响62
• 3.2.3. TPE-CS-mPEG的细胞成像测试62-65
• 3.2.4. 小结65-66
• 3.3. 双硫键接枝聚乙二醇的壳聚糖衍生物表征66-71
• 3.3.1. 琥珀酰化壳聚糖的合成与表征66
• 3.3.2. 巯基化壳聚糖的合成与表征66-68
• 3.3.3. PEG-ss-NH_2的合成与表征68
• 3.3.4. mPEG-ss-CS的合成与表征68-70
• 3.3.5. 小结70-71
• 第四章 全文总结71-72
• 参考文献72-79

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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：897334