阿尔茨海默症相关物质的荧光成像与生物传感

发布时间：2023-01-06 09:23

　　阿尔茨海默症（AD）作为一种目前无法预防、治愈甚至减缓的神经退行性疾病,日渐成为常见的威胁人类生命健康的重大疾病。早期AD患者脑部组织中多种金属离子代谢平衡发生紊乱,引发大量活性氧（ROS）,进而引起过度磷酸化tau（p-tau）蛋白的产生,导致神经元死亡;同时提升β-分泌酶（β-Secretase,BACE1）的活性和表达量,BACE1切割淀粉样前体蛋白（Amyloid precursor protein,APP）促使脑组织中β淀粉样蛋白（Aβ）的累积,造成脑组织病变。实现AD早期相关物质的准确监测,全面地从分子机制上将AD发生、发展过程研究透彻,对精准预防、治疗AD具有重要意义。目前已报道多种检测方法用于AD发病过程相关活性物质的分析,其中荧光分析法因具有实现生物样品中目标分析物动态可视化成像检测的优势,广泛应用于生物识别、生物检测、生物医学等领域。但是,实现AD重要病理相关活性物质的高选择性、高灵敏度、准确快速的荧光成像检测仍存在很大的挑战:1、生物样品的成分相对复杂,共存活性物质种类繁多,且浓度较低,需要发展选择性好、检测限低的探针。2、为了深入了解各组分之间复杂的相互作用,全... 

【文章页数】：166 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 阿尔茨海默症
        1.1.1 阿尔茨海默症概述
        1.1.2 阿尔茨海默症相关活性物质简介
    1.2 荧光成像与生物传感
        1.2.1 荧光探针概述
        1.2.2 荧光寿命探针
        1.2.3 比率型荧光探针
    1.3 阿尔茨海默症相关物质的荧光分析方法
        1.3.1 金属离子的荧光成像分析方法
        1.3.2 p-Tau蛋白的荧光成像分析方法
        1.3.3 BACE1 的荧光成像分析方法
    1.4 课题的研究目的、内容及创新点
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容及创新点
第二章 框架核酸纳米荧光寿命探针用于Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ca~(2+)三种离子的同时检测
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 荧光团Cy7d的设计及合成
        2.2.3 荧光团光谱性质测试
        2.2.4 荧光团稳定性测试
        2.2.5 探针τ-metal的设计及组装
        2.2.6 探针τ-metal工作曲线测定
        2.2.7 探针τ-metal选择性测试
        2.2.8 探针τ-metal结构稳定性测试
        2.2.9 探针τ-metal生物相容性及细胞毒性分析
        2.2.10 小鼠皮层神经元培养
        2.2.11 鼠脑切片制备
        2.2.12 探针τ-metal共定位实验
        2.2.13 探针τ-metal荧光寿命成像实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 表征荧光团Cy7d
        2.3.2 荧光团的基本性质
        2.3.3 表征探针τ-metal
        2.3.4 探针τ-metal对 Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ca~(2+)响应性能评估
        2.3.5 探针τ-metal结构稳定性
        2.3.6 探针τ-metal生物相容性及细胞毒性
        2.3.7 探针τ-metal共定位
        2.3.8 探针τ-metal检测神经元中Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ca~(2+)浓度变化
        2.3.9 鼠脑多个区域中Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ca~(2+)浓度变化
    2.4 本章小结
第三章 新型荧光寿命探针用于p-tau蛋白的检测
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 探针τ-p-tau和化合物5 的设计及合成
        3.2.3 探针τ-p-tau和蛋白预处理
        3.2.4 探针τ-p-tau反应机理研究
        3.2.5 探针τ-p-tau光谱性质测试
        3.2.6 探针τ-p-tau工作浓度优化测试
        3.2.7 探针τ-p-tau工作曲线测定
        3.2.8 探针τ-p-tau反应动力学测试
        3.2.9 探针τ-p-tau稳定性测试
        3.2.10 探针τ-p-tau选择性测试
        3.2.11 探针τ-p-tau解离常数测定
        3.2.12 探针τ-p-tau生物相容性及细胞毒性分析
        3.2.13 小鼠皮层神经元培养
        3.2.14 探针τ-p-tau共定位实验
        3.2.15 探针τ-p-tau荧光寿命成像实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 表征探针τ-p-tau和化合物
        3.3.2 表征p-tau蛋白和Aβ聚集体
        3.3.3 探针τ-p-tau反应机理
        3.3.4 探针τ-p-tau光谱性质
        3.3.5 探针τ-p-tau工作浓度优化
        3.3.6 探针τ-p-tau对 p-tau蛋白响应性能评估
        3.3.7 探针τ-p-tau生物相容性及细胞毒性
        3.3.8 探针τ-p-tau共定位
        3.3.9 探针τ-p-tau检测神经元中p-tau蛋白
        3.3.10 氧化应激条件下神经元中p-tau蛋白浓度变化
    3.4 本章小结
第四章 双光子比率型荧光探针用于鼠脑多个区域BACE1 的检测..
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 荧光团mCyd的合成
        4.2.3 荧光团光谱性质测定
        4.2.4 荧光团双光子活性吸收截面测定
        4.2.5 荧光团稳定性测试
        4.2.6 探针AF633mCyd的设计及合成
        4.2.7 探针AF633mCyd反应机理研究
        4.2.8 探针AF633mCyd工作曲线测定
        4.2.9 探针AF633mCyd稳定性测试
        4.2.10 探针AF633mCyd选择性测试
        4.2.11 探针AF633mCyd生物相容性及细胞毒性分析
        4.2.12 小鼠皮层神经元培养
        4.2.13 鼠脑切片的制备
        4.2.14 探针AF633mCyd比率荧光成像实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 表征荧光团mCyd
        4.3.2 荧光团mCyd和 AF633 基本性质
        4.3.3 表征探针AF633mCyd
        4.3.4 探针AF633mCyd反应机理
        4.3.5 探针AF633mCyd对 BACE1 响应性能评估
        4.3.6 探针AF633mCyd生物相容性及细胞毒性
        4.3.7 探针AF633mCyd检测神经元中BACE1 变化
        4.3.8 氧化应激条件下神经元中BACE1 浓度变化
        4.3.9 鼠脑多个区域中BACE1及ROS浓度变化
    4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
附录
作者简历及在学期间所取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]阿尔茨海默病老年斑及磷酸化tau蛋白的形成和发展与轴突病变相关（英文）[J]. 肖爱武,何敬,王茜,罗艺,孙燕,周艳平,官阳,Paul J.Lucassen,戴甲培.  Neuroscience Bulletin. 2011(05)



本文编号：3728083