部花菁衍生物荧光分子探针的研究
发布时间：2021-10-09 12:54
活性小分子物质在生物体与广泛的生理过程存在密切的联系,活性硫和活性氧等生物活性分子在生理及病理过程中发挥至关重要的作用,并且与人类的多种疾病相关。因此,对活性硫和活性氧的精准检测有助于阐明它们与疾病之间的相互关系。与传统的检测方法所不同的是,荧光分析法有着重现性好、检测快速和生物相容性好等特点,并且利用荧光探针对活性硫和活性氧的特殊反应可以实现对其高精准度地检测。随着人们对这些活性小分子物质研究的深入,对荧光探针的要求也越来越高。因此,开发拥有更好的光学性能的新型荧光探针,使其更好地适应科学研究中的更高的要求,是当前需要解决的问题。根据花菁类信号单元设计出的荧光探针,因其近红外发射的穿透能力强和不容易受到生物自身荧光干扰等优点,在生化分析及活体成像中受到广泛应用。但是,花菁类荧光团存在着光稳定性差和斯托克斯位移小等问题。本论文以改善探针的光稳定性,将探针应用于活体组织的深度成像为目的,基于花菁类荧光团的结构进行延伸设计合成新的部花菁衍生物荧光探针,期望为此类探针的研究与发展提供新的思路和方法。开展工作内容如下:（1）以已有的Cy-Ph荧光团为基础,设计了专一检测半胱氨酸（Cys）的荧光...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1小分子生物硫醇的结构示意图
山东师范大学硕士学位论文4图1-2氧分子的三种自旋异构体的分子轨道能级示意图在免疫系统中,单线态氧可以对噬菌细胞和一些氧化酶的活性进行调节。1972年，Steele小组提出了白细胞在捕获入侵机体的有害物质时，单线态氧、过氧化氢和超氧阴离子协同作用消灭入侵的有害物质[63]，并且随后在实验中检测出了单线态氧的化学发光。Krinsky等在空白对照组Sarcinaleutea菌株中清除单线态氧猝灭剂，实验组中含有单线态氧的猝灭剂，随后将对照组与实验组分别与人多形核白细胞共同培育，观察到实验组的菌株没有明显的减少而空白对照组的菌株快速死亡[64]。因此可以看出，单线态氧是免疫系统中不可或缺的一种杀菌剂。单线态氧在免疫系统中虽然是一个强有力的工具，但是对于正常的细胞也同样的具有破坏能力，在体内，单线态氧被认为是一种重要的有毒物质[65-67]，因为它可以氧化各种生物分子，如DNA，蛋白质和脂质，并且它对DNA碱基的反应性已经被Foote等人详细描述了[68,69]。生血性原卟啉症就是一种由于单线态氧的异常产生造成的疾病，这种病的患者红血球中的原卟啉的含量较正常人的含量高很多，而原卟啉是单线态氧产生的一种光敏剂，在可见光下就可以激发基态的氧分子生成单线态氧，单线态氧会对细胞膜上的脂质体进行破坏，从而造成病人的溶血[70,71]。除此之外，光诱导产生的皮肤癌也与单线态氧有着密不可分的关系[72]。20世纪70年代末出现了肿瘤光动力治疗（PDT）的肿瘤治疗技术，通过近几十年的发展，肿瘤光动力学治疗已经成为了一种治疗的常规方法[73]。光动力学治疗主要是将光敏剂选择性地聚集到肿瘤组织中，再使用特定波长的激光照射肿瘤组织，光敏剂在特定波长的激光的照射下可以激发内源性的基态氧分子转化成单线态氧，单线态氧
山东师范大学硕士学位论文6图1-3荧光探针1的检测机理Peng等[92]设计了一种双模式检测Cys的荧光探针2（图1-4）。该探针使用了荧光素和香豆素相结合的荧光团，并且与Cys的响应速度可以达到5min。在450nm的激发光激发下，探针整体几乎不发出荧光；加探针与Cys反应后，探针在540nm处显示出显著增强的荧光发射峰。在332nm的激发光激发下，探针整体在472nm处可以观察到探针的荧光发射峰；在探针与Cys反应后，可以观察到原本在472nm处的荧光发射降低，同时在540nm处出现了一个新的荧光发射峰，472nm处的荧光发射峰与540nm处的荧光发射峰呈现出比率荧光的现象。该探针具有低细胞毒性和良好的细胞穿透能力，可以在HepG2细胞内对Cys进行成像检测。图1-4探针2与Cys的响应机制Zeng等[93]设计合成了一种近红外荧光探针3（图1-5）。在探针通过前述的原理与Cys反应后，探针产生了强烈的近红外荧光，探针的最大吸收波长由未反应前的550nm红移到600nm，荧光发射峰在760nm处。该探针具有160nm的斯托克斯位移，检测限可以达到48nmol/L，另外该探针稳定性较高并且细胞毒性较低，可以对细胞及112
本文编号：3426420
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1小分子生物硫醇的结构示意图
山东师范大学硕士学位论文4图1-2氧分子的三种自旋异构体的分子轨道能级示意图在免疫系统中,单线态氧可以对噬菌细胞和一些氧化酶的活性进行调节。1972年，Steele小组提出了白细胞在捕获入侵机体的有害物质时，单线态氧、过氧化氢和超氧阴离子协同作用消灭入侵的有害物质[63]，并且随后在实验中检测出了单线态氧的化学发光。Krinsky等在空白对照组Sarcinaleutea菌株中清除单线态氧猝灭剂，实验组中含有单线态氧的猝灭剂，随后将对照组与实验组分别与人多形核白细胞共同培育，观察到实验组的菌株没有明显的减少而空白对照组的菌株快速死亡[64]。因此可以看出，单线态氧是免疫系统中不可或缺的一种杀菌剂。单线态氧在免疫系统中虽然是一个强有力的工具，但是对于正常的细胞也同样的具有破坏能力，在体内，单线态氧被认为是一种重要的有毒物质[65-67]，因为它可以氧化各种生物分子，如DNA，蛋白质和脂质，并且它对DNA碱基的反应性已经被Foote等人详细描述了[68,69]。生血性原卟啉症就是一种由于单线态氧的异常产生造成的疾病，这种病的患者红血球中的原卟啉的含量较正常人的含量高很多，而原卟啉是单线态氧产生的一种光敏剂，在可见光下就可以激发基态的氧分子生成单线态氧，单线态氧会对细胞膜上的脂质体进行破坏，从而造成病人的溶血[70,71]。除此之外，光诱导产生的皮肤癌也与单线态氧有着密不可分的关系[72]。20世纪70年代末出现了肿瘤光动力治疗（PDT）的肿瘤治疗技术，通过近几十年的发展，肿瘤光动力学治疗已经成为了一种治疗的常规方法[73]。光动力学治疗主要是将光敏剂选择性地聚集到肿瘤组织中，再使用特定波长的激光照射肿瘤组织，光敏剂在特定波长的激光的照射下可以激发内源性的基态氧分子转化成单线态氧，单线态氧
山东师范大学硕士学位论文6图1-3荧光探针1的检测机理Peng等[92]设计了一种双模式检测Cys的荧光探针2（图1-4）。该探针使用了荧光素和香豆素相结合的荧光团，并且与Cys的响应速度可以达到5min。在450nm的激发光激发下，探针整体几乎不发出荧光；加探针与Cys反应后，探针在540nm处显示出显著增强的荧光发射峰。在332nm的激发光激发下，探针整体在472nm处可以观察到探针的荧光发射峰；在探针与Cys反应后，可以观察到原本在472nm处的荧光发射降低，同时在540nm处出现了一个新的荧光发射峰，472nm处的荧光发射峰与540nm处的荧光发射峰呈现出比率荧光的现象。该探针具有低细胞毒性和良好的细胞穿透能力，可以在HepG2细胞内对Cys进行成像检测。图1-4探针2与Cys的响应机制Zeng等[93]设计合成了一种近红外荧光探针3（图1-5）。在探针通过前述的原理与Cys反应后，探针产生了强烈的近红外荧光，探针的最大吸收波长由未反应前的550nm红移到600nm，荧光发射峰在760nm处。该探针具有160nm的斯托克斯位移，检测限可以达到48nmol/L，另外该探针稳定性较高并且细胞毒性较低，可以对细胞及112
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