微环境响应型荧光诊疗剂的构建及应用
发布时间：2022-02-20 23:46
准确检测生物微环境参数有利于对相关生理、病理活动过程进行监测。同时,肿瘤部位独特的微环境是影响高效光敏剂构建的关键因素。因此生物微环境响应型荧光探针和特异性响应肿瘤微环境的光敏剂引起了研究人员的广泛关注。本论文主要研究内容为生物微环境响应型荧光探针和光敏剂的构建及其在检测、诊断及治疗方面的应用研究。生物微环境中存在的质子对光诱导电子转移（PET）荧光探针检测产生严重干扰。论文设计、合成荧光团最高占据分子轨道能量（EHOMO）不同的2n2+检测PET探针N4、N5、NMO和化合物NDM,分析Zn2+浓度和pH对其荧光强度的影响发现,NDM不能识别Zn2+或质子,NMO对Zn2+和质子都产生响应,而N4和N5通过PET机理检测锌离子的过程不受质子影响。通过Gaussian 2009对上述实验结果进行计算得出,通过调节荧光团EHOMO使其低于游离识别受体和质子化识别受体的EHOMO,高于配位受体的EHOMO能够克服微环境pH<pKa范围内质子对PET检测的干扰。溶酶体极性大小与溶酶体生理功能密切相关。然而,能够准确检测溶酶体极性大小的极性响应型比例荧光探针的设计是十分困难的,溶酶体具体...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：193 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 荧光诊疗剂概述
1.1.1 荧光信号和光敏化能力的产生
1.1.2 荧光信号传导机理
1.1.3 提高荧光化合物光敏化能力的方法
1.1.4 光敏剂的优化及应用
1.2 细胞微环境参数检测及微环境响应型疾病治疗
1.2.1 细胞内金属离子检测
1.2.2 细胞器极性检测
1.2.3 癌细胞、肿瘤微环境响应型光动力治疗
1.3 论文选题依据及设计思想
2 抗质子干扰PET荧光探针的构建
2.1 引言
2.2 分子设计和合成路线
2.2.1 分子设计
2.2.2 合成路线
2.3 实验部分
2.3.1 实验仪器与实验试剂
2.3.2 探针分子及其中间体的合成方法
2.3.3 荧光探针分子的光谱测试方法
2.3.4 绝对荧光量子产率的测定方法
2.3.5 细胞培养和细胞活性测定方法
2.3.6 荧光探针细胞共聚焦激光扫描成像方法
2.3.7 分子构型及轨道能级计算方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 探针N4、N5、NMO和NDM锌离子响应能力的测定
2.4.2 探针N4、N5和NMO锌离子识别过程基本参数的测定
2.4.3 PET探针N4、N5和NMO的pH响应特性
2.4.4 PET探针N4、N5和NMO的细胞毒性检测
2.4.5 细胞内pH变化对探针N4、N5和NMO识别锌离子前后荧光的影响
2.4.6 探针N4、N5、NMO和NDM前线轨道能量的计算
2.5 本章小结
3 溶酶体极性响应型比例荧光探针
3.1 引言
3.2 分子设计和合成路线
3.2.1 分子设计
3.2.2 合成路线
3.3 实验部分
3.3.1 实验仪器与实验试剂
3.3.2 探针分子及其中间体的合成方法
3.3.3 探针光物理特性的测定
3.3.4 混合溶剂极性△f的计算方法
3.3.5 细胞培养方法和探针细胞器定位实验
3.3.6 细胞平均荧光强度的分析测定
3.3.7 活细胞荧光比例成像和计算
3.4 结果与讨论
3.4.1 探针NOH在不同溶剂中溶解度、吸收和发射波长、荧光量子产率及寿命的测定
3.4.2 水、二氧六环混合溶剂中探针NOH吸收、荧光光谱的极性响应
3.4.3 探针NOH的溶剂化效应分析和荧光寿命的极性响应能力
3.4.4 探针NOH的细胞毒性实验
3.4.5 探针NOH的细胞器定位实验
3.4.6 探针NOH的pH响应能力
3.4.7 细胞内探针NOH的荧光光谱
3.4.8 探针NOH溶酶体贮积荧光成像实验
3.4.9 探针NOH溶酶体贮积比例荧光成像实验
3.4.10 探针NOH细胞死亡比例荧光成像实验
3.5 本章小结
4 负电荷微环境响应型智能转换菁染料J-聚集体光动力治疗体系
4.1 引言
4.2 分子设计和合成路线
4.2.1 分子设计
4.2.2 合成路线
4.3 实验部分
4.3.1 实验仪器与实验试剂
4.3.2 光敏剂分子及其中间体的合成方法
4.3.3 IDMQ聚集体纳米颗粒的制备
4.3.4 细胞培养和动物模型的建立
4.3.5 ROS产生和细胞凋亡的检测
4.3.6 细胞活性测定方法
4.3.7 光敏剂IDMQ细胞器共定位实验
4.3.8 光敏剂IDMQ活体成像和抗肿瘤效应研究
4.4 结果与讨论
4.4.1 IDMQ基本物理参数的测定
4.4.2 IDMQ J-聚集体纳米颗粒形态和粒径检测
4.4.3 对自由态IDMQ产生单线态氧和诱导凋亡的评估
4.4.4 对IDMQ J-聚集体产生单线态氧的评估
4.4.5 细胞内IDMQ J-聚集体促进最优光动力激发波长的红移
4.4.6 IDMQ细胞共定位和细胞摄取实验
4.4.7 IDMQ活体肿瘤靶向实验
4.4.8 IDMQ活体肿瘤治疗实验
本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
附录A 部分化合物的高分辨质谱和核磁谱图
附录B 部分结构优化构型坐标
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3636053
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：193 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 荧光诊疗剂概述
1.1.1 荧光信号和光敏化能力的产生
1.1.2 荧光信号传导机理
1.1.3 提高荧光化合物光敏化能力的方法
1.1.4 光敏剂的优化及应用
1.2 细胞微环境参数检测及微环境响应型疾病治疗
1.2.1 细胞内金属离子检测
1.2.2 细胞器极性检测
1.2.3 癌细胞、肿瘤微环境响应型光动力治疗
1.3 论文选题依据及设计思想
2 抗质子干扰PET荧光探针的构建
2.1 引言
2.2 分子设计和合成路线
2.2.1 分子设计
2.2.2 合成路线
2.3 实验部分
2.3.1 实验仪器与实验试剂
2.3.2 探针分子及其中间体的合成方法
2.3.3 荧光探针分子的光谱测试方法
2.3.4 绝对荧光量子产率的测定方法
2.3.5 细胞培养和细胞活性测定方法
2.3.6 荧光探针细胞共聚焦激光扫描成像方法
2.3.7 分子构型及轨道能级计算方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 探针N4、N5、NMO和NDM锌离子响应能力的测定
2.4.2 探针N4、N5和NMO锌离子识别过程基本参数的测定
2.4.3 PET探针N4、N5和NMO的pH响应特性
2.4.4 PET探针N4、N5和NMO的细胞毒性检测
2.4.5 细胞内pH变化对探针N4、N5和NMO识别锌离子前后荧光的影响
2.4.6 探针N4、N5、NMO和NDM前线轨道能量的计算
2.5 本章小结
3 溶酶体极性响应型比例荧光探针
3.1 引言
3.2 分子设计和合成路线
3.2.1 分子设计
3.2.2 合成路线
3.3 实验部分
3.3.1 实验仪器与实验试剂
3.3.2 探针分子及其中间体的合成方法
3.3.3 探针光物理特性的测定
3.3.4 混合溶剂极性△f的计算方法
3.3.5 细胞培养方法和探针细胞器定位实验
3.3.6 细胞平均荧光强度的分析测定
3.3.7 活细胞荧光比例成像和计算
3.4 结果与讨论
3.4.1 探针NOH在不同溶剂中溶解度、吸收和发射波长、荧光量子产率及寿命的测定
3.4.2 水、二氧六环混合溶剂中探针NOH吸收、荧光光谱的极性响应
3.4.3 探针NOH的溶剂化效应分析和荧光寿命的极性响应能力
3.4.4 探针NOH的细胞毒性实验
3.4.5 探针NOH的细胞器定位实验
3.4.6 探针NOH的pH响应能力
3.4.7 细胞内探针NOH的荧光光谱
3.4.8 探针NOH溶酶体贮积荧光成像实验
3.4.9 探针NOH溶酶体贮积比例荧光成像实验
3.4.10 探针NOH细胞死亡比例荧光成像实验
3.5 本章小结
4 负电荷微环境响应型智能转换菁染料J-聚集体光动力治疗体系
4.1 引言
4.2 分子设计和合成路线
4.2.1 分子设计
4.2.2 合成路线
4.3 实验部分
4.3.1 实验仪器与实验试剂
4.3.2 光敏剂分子及其中间体的合成方法
4.3.3 IDMQ聚集体纳米颗粒的制备
4.3.4 细胞培养和动物模型的建立
4.3.5 ROS产生和细胞凋亡的检测
4.3.6 细胞活性测定方法
4.3.7 光敏剂IDMQ细胞器共定位实验
4.3.8 光敏剂IDMQ活体成像和抗肿瘤效应研究
4.4 结果与讨论
4.4.1 IDMQ基本物理参数的测定
4.4.2 IDMQ J-聚集体纳米颗粒形态和粒径检测
4.4.3 对自由态IDMQ产生单线态氧和诱导凋亡的评估
4.4.4 对IDMQ J-聚集体产生单线态氧的评估
4.4.5 细胞内IDMQ J-聚集体促进最优光动力激发波长的红移
4.4.6 IDMQ细胞共定位和细胞摄取实验
4.4.7 IDMQ活体肿瘤靶向实验
4.4.8 IDMQ活体肿瘤治疗实验
本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
附录A 部分化合物的高分辨质谱和核磁谱图
附录B 部分结构优化构型坐标
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3636053
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