基于苯并噻二唑衍生物的pH荧光探针的合成及应用
发布时间：2021-03-26 01:28
细胞pH是一个重要的生理参数,影响细胞许多生理活动,包括细胞代谢、细胞增殖与凋亡、物质转运与降解等,在诸多细胞生物学过程中担任至关重要的角色。细胞中存在多种具有不同pH环境的细胞器并发挥着各自的功能。细胞pH失衡会引起其功能紊乱,引发多种病症,如神经退行性疾病、癌症等疾病。因此,动态监测生物系统中pH的变化是至关重要的。在众多的检测方法中,由于荧光成像法具有如可视化、分辨率高、无损检测等优势,许多荧光探针被设计合成用于pH检测。然而,一些pH荧光探针仍存在如发射波长短和光漂白作用强等缺点,限制了其进一步应用。苯并噻二唑分子结构中的缺电子杂环使其具有很强的吸电子能力,常作为电子受体单元。苯并噻二唑具有良好的光物理特性,包括荧光量子产率高、光稳定性良好和Stokes位移较大,被广泛用于制备有机电子材料。近年来,陆续报道了苯并噻二唑（苯并双噻二唑）类荧光探针用于生物（医学）成像,然而对于响应型苯并噻二唑衍生物类荧光探针的研究较少,且少有这类探针被用于pH检测。基于以上研究背景,本论文以苯并噻二唑衍生物为基础,合理设计了几种基于苯并噻二唑衍生物的pH响应型荧光探针,实现了对pH的灵敏检测。同时...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
探针Lyso-hNR用于细胞溶酶体pH的检测[43]
第一章绪论3基）吗啉将探针Lyso-hNR定位到溶酶体。探针Lyso-hNR选择性好，具有合适溶酶体定位的pKa（5.04），且对pH响应快速、灵敏度高。探针Lyso-hNR被用于追踪由氯喹或细胞凋亡引起的细胞溶酶体pH变化。Lin课题组[44]合成了双位点荧光探针Cyto-Lyso用于细胞质和溶酶体中pH比例成像。如图2所示，该探针分子中，7-羟基香豆素作为中性pH范围的响应位点，用于检测细胞质pH；氨基罗丹明作为酸性环境下的响应位点，用于检测溶酶体pH。探针Cyto-Lyso能同时靶向细胞质和溶酶体，且能高灵敏度地定量检测这两个位置的pH变化。更重要的是，探针Cyto-Lyso首次成功揭示了在自噬过程中细胞溶酶体和细胞质pH值的变化，即均出现下调。图2探针Cyto-Lyso对中性和酸性范围内pH的响应机理[44]。Fig.2ThesensingmechanismofCyto-LysotopHinneutralandacidranges[44].1.2基于BODIPY骨架的pH荧光探针氟硼二吡咯（BODIPY）分子也具备许多优秀的光物理性质。常见的商品化探针如溶酶体靶向绿色荧光探针DND-26就是BODIPY结构衍生合成的，BODIPY也作为一种荧光探针分子骨架被广泛用于荧光检测成像中[45,46]。由于BODIPY本身发绿色荧光，波长较短，可通过结构修饰如扩大其共轭结构来改善探针的荧光发射波长[47]。Liu课题组[48]合成了三种基于BODIPY分子骨架的pH响应荧光探针A-C（图3），探针的4,4′-和2,6-位点修饰吗啉基团作为pH的响应位点。探针A-C均在碱性条件下荧光增强，酸性条件下荧光减弱，也都具有良好的光稳定性和pH选择性。通过理论计算证明了探针A-C对pH的响应机理是吗啉质子化引起光诱导电子转移（PET）进而淬灭荧光。此外，探针C具有深红色荧光发射，可以有
第一章绪论4效降低背景干扰。探针C成功应用于监测细胞内pH变化，为监测活细胞pH提供了潜在的成像工具。图3探针A-C对pH的响应[48]。Fig.3ThesensingofprobeAtoCtopH[48].1.3基于萘二甲酰亚胺骨架的pH荧光探针萘二甲酰亚胺衍生物是一类具有高荧光量子产率和稳定光性能的化合物，是荧光检测成像中常见的分子骨架。常见的萘二甲酰亚胺分子荧光发射波长较短，可以通过合理的分子设计使探针具有双光子、长发射波长等性质以减少短发射波长带来的干扰[49,50]。图4热休克过程中，探针NT1用于细胞溶酶体pH的检测[51]。Fig.4FluorescentprobeNT1designedforsensinglysosomalpHduringheatstroke[51].Yin课题组[51]构建了一种基于萘二甲酰亚胺的荧光开启型pH探针NT1（图
本文编号：3100684
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
探针Lyso-hNR用于细胞溶酶体pH的检测[43]
第一章绪论3基）吗啉将探针Lyso-hNR定位到溶酶体。探针Lyso-hNR选择性好，具有合适溶酶体定位的pKa（5.04），且对pH响应快速、灵敏度高。探针Lyso-hNR被用于追踪由氯喹或细胞凋亡引起的细胞溶酶体pH变化。Lin课题组[44]合成了双位点荧光探针Cyto-Lyso用于细胞质和溶酶体中pH比例成像。如图2所示，该探针分子中，7-羟基香豆素作为中性pH范围的响应位点，用于检测细胞质pH；氨基罗丹明作为酸性环境下的响应位点，用于检测溶酶体pH。探针Cyto-Lyso能同时靶向细胞质和溶酶体，且能高灵敏度地定量检测这两个位置的pH变化。更重要的是，探针Cyto-Lyso首次成功揭示了在自噬过程中细胞溶酶体和细胞质pH值的变化，即均出现下调。图2探针Cyto-Lyso对中性和酸性范围内pH的响应机理[44]。Fig.2ThesensingmechanismofCyto-LysotopHinneutralandacidranges[44].1.2基于BODIPY骨架的pH荧光探针氟硼二吡咯（BODIPY）分子也具备许多优秀的光物理性质。常见的商品化探针如溶酶体靶向绿色荧光探针DND-26就是BODIPY结构衍生合成的，BODIPY也作为一种荧光探针分子骨架被广泛用于荧光检测成像中[45,46]。由于BODIPY本身发绿色荧光，波长较短，可通过结构修饰如扩大其共轭结构来改善探针的荧光发射波长[47]。Liu课题组[48]合成了三种基于BODIPY分子骨架的pH响应荧光探针A-C（图3），探针的4,4′-和2,6-位点修饰吗啉基团作为pH的响应位点。探针A-C均在碱性条件下荧光增强，酸性条件下荧光减弱，也都具有良好的光稳定性和pH选择性。通过理论计算证明了探针A-C对pH的响应机理是吗啉质子化引起光诱导电子转移（PET）进而淬灭荧光。此外，探针C具有深红色荧光发射，可以有
第一章绪论4效降低背景干扰。探针C成功应用于监测细胞内pH变化，为监测活细胞pH提供了潜在的成像工具。图3探针A-C对pH的响应[48]。Fig.3ThesensingofprobeAtoCtopH[48].1.3基于萘二甲酰亚胺骨架的pH荧光探针萘二甲酰亚胺衍生物是一类具有高荧光量子产率和稳定光性能的化合物，是荧光检测成像中常见的分子骨架。常见的萘二甲酰亚胺分子荧光发射波长较短，可以通过合理的分子设计使探针具有双光子、长发射波长等性质以减少短发射波长带来的干扰[49,50]。图4热休克过程中，探针NT1用于细胞溶酶体pH的检测[51]。Fig.4FluorescentprobeNT1designedforsensinglysosomalpHduringheatstroke[51].Yin课题组[51]构建了一种基于萘二甲酰亚胺的荧光开启型pH探针NT1（图
本文编号：3100684
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3100684.html
