用于硫化氢和醌氧化还原酶1检测的新型荧光探针

发布时间：2017-03-20 11:10

  本文关键词：用于硫化氢和醌氧化还原酶1检测的新型荧光探针，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：H2S是生物体内一种重要的气体信号分子,参与多种病理及生理过程。体内H2S浓度的改变与多种疾病有关,如阿尔茨海默症(即老年痴呆)、唐氏合症、糖尿病、肝硬化、慢性阻塞性肺疾病等。研究开发具有特定细胞器靶向性的硫化氢探针,可对细胞特定区域内的硫化氢进行可视化监测,有利于深入了解硫化氢的生物学功能。NADH:醌氧化还原酶1(NQO1)是一种黄素蛋白酶,它在哺乳动物各个组织器官中均有表达,但在多种癌症组织中过度表达。研究开发灵敏、特异的NQO1荧光探针,并将其用于细胞内NQO1的实时、可视化检测,对研究活细胞内NQ01的表达水平、空间分布及生物学功能具有重要的应用价值。本论文主要开展了以下工作：1.以3-氨基苯酚,氯甲酸乙酯,4-氯乙酰乙酸乙酯,吗啉,叠氮化钠等为原料,设计合成了一种以香豆素为荧光基团的溶酶体靶向H2S荧光探针,并通过’HNMR,13C NMR及MS对其结构进行了表征。该探针在355 nm激发光激发下,荧光微弱,无明显发射峰；与H2S共孵育15分钟后,在相同的激发波长下,发射明亮的蓝色荧光,其最大发射波长为458 nm,且荧光强度随硫化氢浓度增加而逐渐增强。此荧光探针的荧光响应信号与H2S的浓度呈线性相关,其线性响应范围为0-20 μmol/L,检测限为37 nmol/L。常规干扰试验结果表明,该探针对硫化氢具有良好的选择性。探针在pH5-7范围内荧光响应信号稳定,表明该探针适用于检测溶酶体中的硫化氢。将探针用于活细胞内硫化氢的激光共聚焦成像分析,结果表明,该探针具有良好的溶酶体靶向性。2.以7-氨基-4-甲基香豆素以及三甲基醌丙酸为原料设计合成了一种NQO1荧光探针,并通过1H NMR,13CNMR及MS对其结构进行了表征。该探针在355nm激发光激发下荧光微弱,无明显发射峰；探针溶液与NQO1在37℃下孵育40分钟后,用相同波长的激发光激发,在449 nm处出现强的荧光发射峰,且荧光强度变化与NQO1的浓度呈线性相关,其线性响应范围为5-150 ng/mL,检测限为1.76ng/mL。探针对NQO1具有高选择性,在pH=6-10范围内光学性质稳定。激光共聚焦成像实验表明,该探针可用于活细胞中NQO1的可视化检测。
【关键词】：荧光探针 硫化氢 醌氧化还原酶1 香豆素 荧光成像
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R3411
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-36
• 1.1 引言10
• 1.2 荧光分子探针概述10-16
• 1.2.1 荧光分子探针的结构11-12
• 1.2.2 荧光分子探针的识别机理12-16
• 1.3 硫化氢荧光探针的研究进展16-24
• 1.3.1 基于还原反应的硫化氢荧光探针18-23
• 1.3.2 基于亲核加成反应的硫化氢荧光探针23-24
• 1.3.3 基于金属硫化物沉淀反应的硫化氢荧光探针24
• 1.4 细胞器定位探针24-27
• 1.4.1 溶酶体定位探针24-25
• 1.4.2 线粒体定位探针25-26
• 1.4.3 细胞核定位探针26-27
• 1.5 NAD(P)H：醌氧化还原酶1探针的研究进展27-34
• 1.5.1 NAD(P)H：醌氧化还原酶1的生物学意义27-30
• 1.5.2 基于罗丹明的NAD(P)H：醌氧化还原酶1探针30-32
• 1.5.3 基于萘二甲酰亚胺的NAD(P)H：醌氧化还原酶1探针32-33
• 1.5.4 基于虫荧光素的NAD(P)H：醌氧化还原酶1探针33-34
• 1.6 课题的提出及研究内容34-36
• 第2章 溶酶体靶向H_2S荧光探针的合成及性能研究36-51
• 2.1 前言36-37
• 2.2 实验部分37-42
• 2.2.1 仪器与试剂37
• 2.2.2 溶酶体靶向硫化氢荧光探针Lyso-C的合成37-40
• 2.2.3 溶酶体靶向硫化氢荧光探针Lyso-C的光谱性能测试40-42
• 2.3 结果与讨论42-50
• 2.3.1 探针Lyso-C对硫化氢响应的特征荧光光谱42-43
• 2.3.2 探针Lyso-C对硫化氢响应的动力学曲线43
• 2.3.3 探针Lyso-C对不同浓度硫化氢的响应43-45
• 2.3.4 探针Lyso-C对硫化氢的选择性45-46
• 2.3.5 探针Lyso-C在不同pH值下对硫化氢的响应46
• 2.3.6 探针Lyso-C对硫化氢响应的机理46-48
• 2.3.7 探针Lyso-C对硫化氢的细胞成像48-49
• 2.3.8 探针Lyso-C对硫化氢的溶酶体定位49-50
• 2.4 小结50-51
• 第3章 新型NAD(P)H：醌氧化还原酶1荧光探针的合成及性能研究51-62
• 3.1 前言51-52
• 3.2 实验部分52-54
• 3.2.1 仪器与试剂52
• 3.2.2 醌氧化还原酶1探针P1的合成52-53
• 3.2.3 醌氧化还原酶1探针P1的光谱性能测试53-54
• 3.3 结果与讨论54-60
• 3.3.1 探针P1对醌氧化还原酶1响应的特征荧光光谱54-55
• 3.3.2 探针P1对醌氧化还原酶1响应的动力学曲线55-56
• 3.3.3 探针P1对不同浓度醌氧化还原酶1的响应56-57
• 3.3.4 探针P1对醌氧化还原酶1的选择性57-58
• 3.3.5 探针P1在不同pH值下对醌氧化还原酶1的响应58-59
• 3.3.6 探针P1对醌氧化还原酶1响应的机理59-60
• 3.3.7 探针P1对NQO1的细胞成像60
• 3.4 小结60-62
• 总结62-63
• 参考文献63-73
• 附录A 部分化合物谱图73-81
• 致谢81

  本文关键词：用于硫化氢和醌氧化还原酶1检测的新型荧光探针，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257682