活性氧与活性硫荧光探针的设计、合成及生物成像应用的研究

发布时间：2019-09-25 09:57

【摘要】：在生命过程中,机体产生许多含氧物质,包括活性氧、活性硫等。过氧化氢作为一种重要的活性氧分子,参与人体的各种生理过程。但是,过量的H_2O_2会诱导多种疾病,如癌症、动脉硬化等。在本文中,我们研究了一种近红外(NIR)比率型双光子荧光探针(BC)检测生物体系中H_2O_2。探针BC采用氧杂蒽基团作为一种新型的反应位点并显现出近红外发射。当探针与H_2O_2响应,探针BC释放出一个双光子染料,并表现出非常大的发射位移为221 nm,从而更加精确的测量出峰值强度和比率。BC探针在长时间暴露于NO中,荧光光谱几乎没有影响,对亲电分子如H_2S、半胱氨酸或GSH几乎没有反应。半胱氨酸是重要的半必需氨基酸之一,常参与多种酶促反应,具有多种生物学功能。在此,我们提出了一个灵敏度高和选择性好的红色荧光探针RCys检测活细胞和动物体内的Cys。RCys利用罗丹明衍生物作为荧光平台,并采用丙烯酸酯为半胱氨酸反应位点。当RCys与Cys响应时,观察到一个红色荧光在638 nm处。RCys与Cys发生荧光反应的时间很短,并对Cys表现出良好的选择性,相比其他硫醇包括谷胱甘肽和半胱氨酸。巯基化合物是细胞中的重要分子,参与多种生理活动,例如,在损伤和氧化应激反应中作为抗氧化剂;用于与金属结合的螯合剂;作为信使分子等发挥着重要作用。硫化氢,最简单的生物硫醇,在人类自身的酶和非酶过程中产生。硫化氢可诱导肿瘤细胞增殖呈浓度依赖性,与肿瘤生长密切相关。实时监测硫化氢水平对了解其在肿瘤细胞增殖和肿瘤诊中的作用是非常重要的。实验中,我们选择生物素作为癌细胞特异性组,叠氮基作为H_2S的反应位点。由于生物素基团对癌细胞的定位作用,BN-H_2S可成功地用于癌细胞中H_2S的双光子成像。
【图文】：

共轭聚合物,探针,结构示意图,二苯基氧

图 1.4-2 共轭聚合物 H2O2探针的结构示意图膦在与 H2O2反应时产生二苯基氧化膦，因此，它作为一种方法探针中。利用这一现象，Imato 课题组设计了一种具有选择性图 1.5）。在不存在过氧化氢情况下，该探针在 PBS 缓冲溶液（荧光。由于电子供体二苯基膦中的电子向 7-羟基香豆素中发生光灭荧光。加入 H2O2时，探针的荧光强度发生了 20 倍的响应，，生氧化生成了供电子能力降低的二苯基氧化膦。可以发现探针的浓度之间存在一个很好的线性关系。由于在相同的条件下，加入会出现强烈的荧光，表明探针 6 对 H2O2选择性较差。

人体生理学,硫化氢

图 1.16 硫化氢在人体生理学中的作用图水平，H2S 具有独特的化学特性，作为一种良好的还原剂和亲有助于阐明其信号能力，比如最近研究的亲电试剂 8-nitro-cGM硫醇反应，产生活性过硫化物，以及与金属中心发生互动可逆化学反应性，H2S 的信号作用是多种多样的，范围从氧化传感室的研究表明，包括斯奈德和唐课题组，表明半胱氨酸残基改变某些酶的潜力，包括蛋白酪氨酸磷酸酶和 ATP 敏感钾通道究表明，RSS 如硫烷硫，以及硫化氢的其他物种的代谢，可简单的硫醇会有不同的生理作用。活性小分子在生物体内的含量不确定，所以在生物体内可以检关注的焦点。因此，开发新技术，以更好地研究细胞、组织及 RSS，以确定这些活性物质在生理和病理学中的更好应用。
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R318;O657.3

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