基于苯并咪唑、半川菁、香豆素结构的比率型荧光探针的合成与应用

发布时间：2018-01-15 01:08

本文关键词：基于苯并咪唑、半川菁、香豆素结构的比率型荧光探针的合成与应用　出处：《山东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在自然界中,存在着多种阴离子、阳离子以及生物活性小分子等,如亚硫酸根、次氯酸、铜离子、锌离子、半胱氨酸等。在生物体内,这些物质的含量保持动态平衡,当平衡系统被打破后,生物体内新陈代谢紊乱,继而出现各种不适及疾病,严重影响人们的正常生活,因此对于人体内多种阴、阳离子及生物小分子的研究具有重大的应用价值。在众多检测方法中,荧光法因其操作方便、高灵敏、低成本、对生物细胞危害小等优点吸引了越来越多关注。本论文中以多种荧光团如:香豆素、半川菁、苯并咪唑、吡啶等为母体设计合成了几类荧光探针,并成功应用到细胞内和细胞外不同环境下,完成对待测物如次氯酸或者亚硫酸根等离子的检测,具体包含以下内容:1.基于ICT机理检测亚硫酸根离子的比率荧光探针在之前的科研报道文章中,苯并咪哇衍生物具有较高的荧光量子产率、给电子能力,并且考虑到亚硫酸根的强亲核性,我们设计合成了基于ICT醛基加成机理的用于检测亚硫酸根的比率荧光探针(ZSO)。对于该探针ZSO,苯并咪唑结构中N原子上的孤对电子具有较强的给电子能力,而醛基则具有较强的吸电子能力,因此形成推拉体系诱导ICT的顺利进行,表现为绿色荧光,当醛基与亚硫酸根离子加成后,吸电子能力减弱,导致ICT的阻断,荧光波长发生蓝移表现为蓝色荧光。ZSO具有较高的灵敏性、选择性、抗干扰性、较低的检测限,在成功运用到HeLa、HepG2、L-02细胞内时,探针本身具有较小毒性、可以较好的检测外源和内源亚硫酸钠。2.溶酶体定位的基于苯并咪唑半川菁为母体的次氯酸比率荧光探针基于之前的以苯并咪唑为母体的衍生物检测亚硫酸钠探针的较好结果,我们合成了苯并咪唑与半川菁结构结合的比率荧光探针(ZBM-H),其荧光发射波长长达659 nm,生物体内存在的其他活性氧和离子、小分子对检测几乎无影响。在RAW264.7细胞内能较好的检测内源和外源次氯酸,具有较高的溶酶体定位系数。3.基于FRET/ICT机理香豆素-半川菁为母体线粒体定位的亚硫酸根荧光探针香豆素类荧光团具有较好的细胞成像、合成步骤简单和较大的荧光量子产率,广泛应用于探针结构的设计中;半川菁具有较好的定位基团、优秀的细胞成像等优点。考虑到香豆素的发射和半川菁的激发波长有较大的重叠,因此我们合成了一个基于FRET/ICT机理的以香豆素-半川菁为母体的亚硫酸根荧光比率探针(Zcn-hy)。Zcn-hy在近似生物体内环境的条件下能高选择性、低检测限的检测亚硫酸根,荧光由红色变为蓝色,并成功应用到HeLa、L-02和肝癌细胞内,具有较小毒性、较高的光稳定性,优异的线粒体定位系数,且在不伤害正常细胞的前提下,选择性的检测肝癌细胞内亚硫酸根离子。4.用于检测次氯酸的水溶性比率荧光探针香豆素的荧光发射谱与吡啶盐的紫外吸收谱有较大重叠,且吡啶盐具有较好的水溶性,能成功运用到细胞内检测离子和小分子,我们设计合成了以基于FRET机理用于检测细胞内次氯酸并且线粒体定位的水溶性比率荧光探针。该探针水溶性好,在含有5%的EtOH的缓冲溶液(pH=7.4,PBS含量95%)下,高选择性的对次氯酸响应;与次氯酸作用前后,荧光由橙色变为蓝色。
[Abstract]:A fluorescent probe ( ZSO ) for detecting sulfite ion in human body has been designed and synthesized . It has high sensitivity , selectivity , anti - interference , low detection limit , and has been successfully applied to HeLa and HepG2 cells . A fluorescent probe ( ZBM - H ) with high selectivity and low detection limit was synthesized .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

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