双光子荧光功能纳米探针的设计、构建及应用研究
发布时间：2023-04-08 18:44
双光子荧光成像技术具有较小的组织光损伤及光毒性、较深的组织穿透能力、可降低光漂白作用及避免生物自发荧光等优点,已经广泛应用于细胞、组织及活体水平上对生物分析物的检测和成像研究,为进一步了解生物分子的功能及其与机体的有机联系提供了有效的技术分析手段,并且通过对疾病生物标志物的特异性分析,可以实现疾病的早期诊断、疾病进程的实时监控,为新型药物的设计提供理论依据。因此,如何设计新型双光子荧光探针并使之为生物传感和生物医学领域研究面临的诸多问题提供解决方案,是本论文的出发点和落脚点。针对双光子荧光探针在生物传感和生物医学领域实际应用中面临的重点和难点问题,本论文设计并构建了一系列性能优良的新型双光子荧光探针,并将其应用于活细胞、组织及小鼠活体疾病模型中目标生物分析物的检测和成像,进而深入研究生物分子在机体生理功能、疾病发展或疾病治疗中的重要作用。具体内容如下:1)在第二章中,通过分析氧化应激现象产生过程中γ-谷氨酰转肽酶(GGT)的生理作用,我们开发了一种新型双光子荧光探针Np-Glu用于GGT活性的检测和成像。Np-Glu对GGT具有高灵敏度、高选择性、快速响应等特点。我们通过甲萘醌作为氧化...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 双光子荧光的产生
1.2.1 荧光的机理及相关参数
1.2.2 双光子荧光的机理及相关参数
1.3 双光子荧光探针的设计原理
1.3.1 有机小分子荧光探针
1.3.2 纳米荧光探针
1.4 双光子荧光探针的生物应用研究
1.4.1 在癌症中的应用
1.4.2 在脑部及神经系统疾病中的应用
1.4.3 在肝部疾病中的应用
1.4.4 在其他疾病中的应用
1.5 本论文的构想
第2章 γ-谷氨酰转肽酶双光子荧光探针的构建及其在肿瘤氧化应激过程中的应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.2 化合物Np-Glu的合成
2.2.3 光谱测定的一般过程
2.2.4 细胞毒性实验
2.2.5 细胞氧化应激模型构建及GGT的双光子荧光成像
2.2.6 组织切片中GGT的双光子荧光成像
2.3 结果与讨论
2.3.1 设计原理
2.3.2 荧光探针可行性及响应机理分析
2.3.3 实验条件的优化
2.3.4 荧光性质及检测性能
2.3.5 双光子荧光性质考察
2.3.6 活细胞中GGT双光子荧光成像
2.3.7 正常组织和肝癌组织中GGT双光子荧光成像
2.4 小结
第3章 基于超分子组装的比率型双光子荧光纳米探针用于生物分析物的定量检测和成像
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.2 主体分子及客体分子的合成
3.2.3 TPSNP的组装及表征
3.2.4 TPSNP-1的H2S响应测试
3.2.5 细胞培养与毒性实验
3.2.6 活细胞与深层组织内H2S荧光成像
3.2.7 不同器官中H2S定量分析
3.3 结果和讨论
3.3.1 TPSNP的合成与表征
3.3.2 TPSNP的光谱性质研究
3.3.3 TPSNP的细胞毒性及细胞摄取研究
3.3.4 TPSNP-1对H2S的响应研究
3.3.5 活细胞及深层组织中H2S的双光子荧光成像
3.3.6 TPSNP-1 用于器官中H2S的定量分析
3.4 小结
第4章 基于超薄二维共价有机框架的双光子荧光纳米探针用于抗干扰的生物成像
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 有机化合物的合成
4.2.3 TpASH-NPHS的合成
4.2.4 制备纳米尺寸的TpASH-NPHS
4.2.5 TpASH-NPHS的荧光传感测试
4.2.6 细胞培养与毒性实验
4.2.7 活细胞中H2S的荧光成像
4.2.8 细胞内吞方式研究
4.2.9 深层组织中H2S的荧光成像
4.2.10 缺氧实验
4.2.11 TpASH-NPHS和 CNPHS对 H2S响应的选择性
4.2.12 肝硬化小鼠模型的构建
4.3 结果和讨论
4.3.1 TpASH的合成和表征
4.3.2 TpASH-NPHS的合成和表征
4.3.3 纳米探针TpASH-NPHS的制备和表征
4.3.4 TpASH-NPHS对 H2S的响应研究
4.3.5 TpASH-NPHS的稳定性及细胞毒性
4.3.6 活细胞中H2S的双光子荧光成像
4.3.7 深层肿瘤组织中H2S的双光子荧光成像
4.3.8 肝硬化小鼠模型中H2S的检测
4.4 小结
第5章 基于黑磷的双光子荧光纳米探针用于单线态氧检测及自报告的光动力学治疗
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 试剂与仪器
5.2.2 MNAH-COOH的合成
5.2.3 黑磷纳米片的制备
5.2.4 BP-MNAH的制备
5.2.5 黑磷纳米片的光动力活性测试
5.2.6 BP-MNAH的自报告光动力进程测试
5.2.7 细胞培养与毒性实验
5.2.8 细胞内BP-MNAH的自报告光动力治疗
5.2.9 小鼠肿瘤模型中BP-MNAH的自报告光动力治疗
5.3 结果和讨论
5.3.1 设计原理
5.3.2 BP-MNAH的制备和表征
5.3.3 BP-MNAH的荧光自报告检测
5.3.4 细胞内自报告光动力治疗
5.3.5 小鼠肿瘤模型中自报告光动力治疗
5.4 小结
总结
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录
附录 B 部分化合物的谱图
致谢
本文编号：3786282
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 双光子荧光的产生
1.2.1 荧光的机理及相关参数
1.2.2 双光子荧光的机理及相关参数
1.3 双光子荧光探针的设计原理
1.3.1 有机小分子荧光探针
1.3.2 纳米荧光探针
1.4 双光子荧光探针的生物应用研究
1.4.1 在癌症中的应用
1.4.2 在脑部及神经系统疾病中的应用
1.4.3 在肝部疾病中的应用
1.4.4 在其他疾病中的应用
1.5 本论文的构想
第2章 γ-谷氨酰转肽酶双光子荧光探针的构建及其在肿瘤氧化应激过程中的应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.2 化合物Np-Glu的合成
2.2.3 光谱测定的一般过程
2.2.4 细胞毒性实验
2.2.5 细胞氧化应激模型构建及GGT的双光子荧光成像
2.2.6 组织切片中GGT的双光子荧光成像
2.3 结果与讨论
2.3.1 设计原理
2.3.2 荧光探针可行性及响应机理分析
2.3.3 实验条件的优化
2.3.4 荧光性质及检测性能
2.3.5 双光子荧光性质考察
2.3.6 活细胞中GGT双光子荧光成像
2.3.7 正常组织和肝癌组织中GGT双光子荧光成像
2.4 小结
第3章 基于超分子组装的比率型双光子荧光纳米探针用于生物分析物的定量检测和成像
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.2 主体分子及客体分子的合成
3.2.3 TPSNP的组装及表征
3.2.4 TPSNP-1的H2S响应测试
3.2.5 细胞培养与毒性实验
3.2.6 活细胞与深层组织内H2S荧光成像
3.2.7 不同器官中H2S定量分析
3.3 结果和讨论
3.3.1 TPSNP的合成与表征
3.3.2 TPSNP的光谱性质研究
3.3.3 TPSNP的细胞毒性及细胞摄取研究
3.3.4 TPSNP-1对H2S的响应研究
3.3.5 活细胞及深层组织中H2S的双光子荧光成像
3.3.6 TPSNP-1 用于器官中H2S的定量分析
3.4 小结
第4章 基于超薄二维共价有机框架的双光子荧光纳米探针用于抗干扰的生物成像
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 有机化合物的合成
4.2.3 TpASH-NPHS的合成
4.2.4 制备纳米尺寸的TpASH-NPHS
4.2.5 TpASH-NPHS的荧光传感测试
4.2.6 细胞培养与毒性实验
4.2.7 活细胞中H2S的荧光成像
4.2.8 细胞内吞方式研究
4.2.9 深层组织中H2S的荧光成像
4.2.10 缺氧实验
4.2.11 TpASH-NPHS和 CNPHS对 H2S响应的选择性
4.2.12 肝硬化小鼠模型的构建
4.3 结果和讨论
4.3.1 TpASH的合成和表征
4.3.2 TpASH-NPHS的合成和表征
4.3.3 纳米探针TpASH-NPHS的制备和表征
4.3.4 TpASH-NPHS对 H2S的响应研究
4.3.5 TpASH-NPHS的稳定性及细胞毒性
4.3.6 活细胞中H2S的双光子荧光成像
4.3.7 深层肿瘤组织中H2S的双光子荧光成像
4.3.8 肝硬化小鼠模型中H2S的检测
4.4 小结
第5章 基于黑磷的双光子荧光纳米探针用于单线态氧检测及自报告的光动力学治疗
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 试剂与仪器
5.2.2 MNAH-COOH的合成
5.2.3 黑磷纳米片的制备
5.2.4 BP-MNAH的制备
5.2.5 黑磷纳米片的光动力活性测试
5.2.6 BP-MNAH的自报告光动力进程测试
5.2.7 细胞培养与毒性实验
5.2.8 细胞内BP-MNAH的自报告光动力治疗
5.2.9 小鼠肿瘤模型中BP-MNAH的自报告光动力治疗
5.3 结果和讨论
5.3.1 设计原理
5.3.2 BP-MNAH的制备和表征
5.3.3 BP-MNAH的荧光自报告检测
5.3.4 细胞内自报告光动力治疗
5.3.5 小鼠肿瘤模型中自报告光动力治疗
5.4 小结
总结
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录
附录 B 部分化合物的谱图
致谢
本文编号：3786282
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