近红外氧杂蒽类荧光探针的设计、合成与生物成像应用研究

论文摘要

荧光成像已经成为监控活细胞与活体中生物分子以及生物过程最重要的手段之一。氧杂蒽荧光染料广泛应用于近红外荧光探针的研究。本论文通过引入特定的识别基团,设计合成了两种近红外氧杂蒽荧光探针,并成功应用于疾病标志物的荧光检测与成像。主要研究工作概括如下:首先,设计合成了近红外荧光探针RB-Phenyl acrylate（NOF1）,并用于高选择性和高灵敏度检测半胱氨酸（Cys）。通过引入识别基团丙烯酸酯合成了一个用于检测Cys的新型近红外氧杂蒽荧光探针NOF1。紫外吸收光谱和荧光光谱研究结果表明,NOF1探针对半胱氨酸表现出良好的选择性,能够区分高半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）,荧光强度与半胱氨酸浓度（2μM10μM）有着良好的线性关系,半胱氨酸的检测限达到210 nM。通过紫外吸收光谱和荧光光谱、高分辨质谱（HRMS）结合时间密度泛函理论（TD-DFT）计算确定了探针NOF1对Cys的响应机理。此外,探针NOF1对人血浆中的半胱氨酸的检测具有良好的灵敏度和选择性,加标回收率在96.9%104%范围内。重要的是,探针NOF1已成功应用于活细胞、斑马鱼和小鼠中半胱氨酸的近红外荧光成像检测。其次,设计合成了近红外荧光探针RB-Phenyl diphenylphosphinate（NOF2）并用于过氧亚硝酸根的荧光成像。通过引入次膦酸酯基团[-P（O）Ph2],设计合成了一个用于检测内源性ONOO-的新型近红外荧光探针NOF2。探针NOF2响应ONOO-后的最大吸收波长位于680nm,最大发射波长在近红外区为742 nm。探针NOF2对过氧亚硝酸根具有良好的选择性和灵敏度,线性浓度范围040μM,检测限低至400 nM。另外,通过高分辨质谱的测定以及结合时间密度泛函理论（TD-DFT）计算证实了NOF2对ONOO-的响应机理。探针NOF2有着良好的生物相容性以及低细胞毒性,实现了活细胞和小鼠炎症模型中ONOO-的荧光成像检测。

论文目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 引言

1.2 荧光与荧光探针

1.2.1 荧光的产生

1.2.2 荧光探针的简介

1.2.3 荧光探针响应的主要机制

1.3 常见荧光染料的研究进展与应用

1.3.1 氧杂蒽类荧光染料的研究进展与应用

1.3.2 香豆素类荧光染料的研究进展与应用

1.3.3 菁类荧光染料的研究进展与应用

1.3.4 氟硼吡咯类荧光染料的研究进展与应用

1.3.5 1,8-萘酰亚胺类荧光染料的研究进展与应用

1.4 近红外荧光探针

1.4.1 近红外荧光探针的特点

1.4.2 近红外荧光探针的设计要求

1.4.3 近红外荧光探针的研究进展

1.5 本论文的研究思路

第2章近红外氧杂蒽类荧光探针NOF1的设计、合成及性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与药品

2.2.2 主要实验仪器

2.2.3 化合物的设计和合成

2.2.4 紫外吸收和荧光光谱测试

2.2.5 理论计算

2.2.6 细胞培养

2.2.7 细胞毒性

2.2.8 细胞中Cys荧光成像

2.2.9 可视化斑马鱼中Cys的荧光成像

2.2.10 活体内Cys荧光成像

2.3 结果与讨论

2.3.1 紫外-可见吸收和荧光光谱

2.3.2 探针NOF1对Cys的选择性

2.3.3 探针NOF1与Cys反应机理研究

2.3.4 探针NOF1在人血浆中Cys检测中的应用

2.3.5 细胞毒性测定和细胞荧光成像研究

2.3.6 可视化斑马鱼中Cys的荧光成像研究

2.3.7 小鼠体内荧光成像研究

2.4 小结

第3章近红外氧杂蒽类荧光探针NOF2的设计、合成及性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 主要试剂与药品

3.2.2 实验仪器

3.2.3 合成步骤

3.2.4 紫外吸收和荧光光谱

3.2.5 理论计算

3.2.6 细胞培养

3.2.7 细胞毒性

3.2.8 共聚焦荧光成像

3.2.9 活体内荧光成像

3.3 结果与讨论

-的吸收和荧光光谱'> 3.3.1 探针NOF2对ONOO^-的吸收和荧光光谱

3.3.2 探针NOF2的选择性研究

3.3.3 响应机制研究

3.3.4 探针NOF2的细胞毒性

-的荧光成像研究'> 3.3.5 探针对活细胞中ONOO^-的荧光成像研究

-的活体成像研究'> 3.3.6 探针NOF2对ONOO^-的活体成像研究

3.4 小结

第4章结论

参考文献

硕士期间研究成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 石爱平

导师: 范小林,吴勇权

关键词: 氧杂蒽荧光染料,近红外,半胱氨酸,过氧亚硝酸根,荧光成像

来源: 赣南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,化学

单位: 赣南师范大学

分类号: O657.3;Q-336

DOI: 10.27685/d.cnki.ggnsf.2019.000055

总页数: 62

文件大小: 4427K

下载量: 42

近红外氧杂蒽类荧光探针的设计、合成与生物成像应用研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢