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新型的过氧亚硝基阴离子荧光探针的构建和生物成像

2020-12-02阅读(705)

新型的过氧亚硝基阴离子荧光探针的构建和生物成像

论文摘要

近年来,荧光探针具有分析速度快、时空分辨率高、生物相容性好、无损原位成像等独一无二的优势,在化学医疗、环境科学,疾病诊断及生物成像等领域中发挥着巨大的作用,特别是在样品的原位检测和实时荧光成像等方面尤为重要。本论文中,我们构建了三种新型的荧光探针,实现了对过氧亚硝基阴离子（ONOO-）的检测,并且成功地应用于实际生物样品的成像。1.我们首先设计合成了一种新型的比率型荧光探针（Cy-NH2）,用于检测ONOO-。首先,该探针结构简单,可通过简单的步骤获得;其次,由于ONOO-的强氧化能力导致π-共轭体系的破坏,使得探针具有大的发射波长位移（248 nm）;此外,探针对ONOO-具有高灵敏度,且荧光强度比高达1728倍;更重要的是,我们还将探针成功应用于活细胞中外源和内源ONOO-的荧光检测,并取得了令人满意的结果。2.基于我们上一章探针极好的性能,我们改进合成方法又合成了一系列不同取代基的比率型荧光探针,从中筛选出荧光性能最优的探针（Cy-NEt2）。首先,我们的探针可以通过廉价可靠的原料从头合成而获得;而且,探针显示出较大的发射波长位移（255 nm）,这有利于增强信号背景比。此外,Cy-NEt2可以特异性地靶向线粒体,因此可用于评估细胞和小鼠中的线粒体氧化应激状态。3.我们设计合成了一个新型的近红外的荧光探针（DCP-B）,用于检测ONOO-。与前两章的探针相比,该探针具有更大的斯托克斯位移（173 nm）、更长的近红外波长（763 nm）和更低的检测限（3.3 nM）。该探针中,我们选择了性能优异的二氰基异佛尔酮衍生物（DCP-OH）作为荧光团,硼酸酯基团作为识别团。探针DCP-B本身无荧光,这是因为分子内电荷转移（ICT）过程被中断。当加入ONOO-后,硼酸酯与ONOO-反应,ICT过程恢复,从而发出强烈的近红外的荧光。由于该探针具有优异的性能,我们成功地将其应用于活细胞中的外源性和内源性检测ONOO-,并取得了优异的结果。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 前言
  •   1.2 荧光探针的介绍
  •     1.2.1 荧光探针的组成
  •     1.2.2 荧光探针的响应机理
  •   1.3 过氧亚硝基阴离子的介绍
  •     1.3.1 过氧亚硝基阴离子的产生
  •     1.3.2 过氧亚硝基阴离子的作用
  •     1.3.3 过氧亚硝基阴离子的危害
  •   1.4 过氧亚硝基阴离子荧光探针检测的研究进展
  •     1.4.1 基于三氟甲基酮类型的过氧亚硝基阴离子荧光探针
  •     1.4.2 基于N-苯基类型的过氧亚硝基阴离子荧光探针
  •     1.4.3 基于α-酮酰胺类型的过氧亚硝基阴离子荧光探针
  •     1.4.4 基于硼酸酯基类型的过氧亚硝基阴离子荧光探针
  •     1.4.5 基于肼基类型的过氧亚硝基阴离子荧光探针
  •     1.4.6 基于有机硒/碲类型的过氧亚硝基阴离子荧光探针
  •     1.4.7 基于花菁/半花菁类型的过氧亚硝基荧光探针
  •   1.5 本论文的研究工作
  • 第2章 具有大发射波长位移的比率型荧光探针用于ONOO-的荧光检测及应用研究
  •   2.1 引言
  •   2.2 实验部分
  •     2.2.1 药品与仪器
  •     2.2.2 化合物的合成
  •     2.2.3 荧光探针的光谱测定
  •     2.2.4 细胞培养和共聚焦荧光成像
  •   2.3 结果与讨论
  •     2.3.1 光谱性能的研究
  •     2.3.2 选择性的研究
  •     2.3.3 pH的研究
  •     2.3.4 响应时间的研究
  •     2.3.5 响应机理的研究
  •     2.3.6 活细胞成像的研究
  •   2.4 小结
  • -的荧光检测及应用研究'>第3章 基于从头合成的比率型荧光探针用于线粒体中的ONOO-的荧光检测及应用研究
  •   3.1 引言
  •   3.2 实验部分
  •     3.2.1 药品与仪器
  •     3.2.2 化合物的合成
  •     3.2.3 荧光探针的光谱测定
  •     3.2.4 细胞培养和共聚焦荧光成像
  •     3.2.5 活体成像
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 荧光探针的合成与筛选
  •     3.3.2 光谱性能的研究
  •     3.3.3 选择性的研究
  •     3.3.4 pH的研究
  •     3.3.5 响应时间的研究
  •     3.3.6 响应机理的研究
  •     3.3.7 活细胞成像的研究
  •     3.3.8 活体成像的研究
  •   3.4 小结
  • -的荧光检测及应用研究'>第4章 具有大斯托克斯位移的近红外荧光探针用于ONOO-的荧光检测及应用研究
  •   4.1 前言
  •   4.2 实验部分
  •     4.2.1 药品和仪器
  •     4.2.2 化合物的合成
  •     4.2.3 荧光探针DCP-B的光谱测定
  •     4.2.4 细胞培养和共聚焦荧光成像
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 光谱性能的研究
  •     4.3.2 选择性的研究
  •     4.3.3 pH的研究
  •     4.3.4 响应时间的研究
  •     4.3.5 响应机理的研究
  •     4.3.6 活细胞成像的研究
  •   4.4 小结
  • 第五章 结论与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 A 实验药品
  • 附录 B 实验仪器
  • 附录 C 部分化合物谱图
  • 个人简历、硕士期间研究成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 周东叶

    导师: 李春艳

    关键词: 过氧亚硝基阴离子,荧光探针,比率型,近红外

    来源: 湘潭大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,化学

    单位: 湘潭大学

    分类号: Q-33;O657.3

    DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu.2019.000828

    总页数: 90

    文件大小: 5017K

    下载量: 134

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