基于吩噻嗪的次氯酸荧光探针及应用

论文摘要

次氯酸（HClO）作为生物体内重要的活性氧物种以及环境中广泛应用的消毒剂主要成分,在生命体内的代谢活动以及生活中的消毒灭菌中都扮演着非常重要的角色。在生物体中,次氯酸主要是在髓过氧化酶（MPO）的催化下,由过氧化氢和氯离子反应产生。细胞中适当水平的次氯酸可以保证细胞的正常生理活动且能有效的避免一些生理疾病的发生。但次氯酸在细胞中的过表达则也可能引起如关节炎、动脉粥样硬化等一系列疾病。人们过多接触环境中的次氯酸,则也有可能引起呼吸道疾病以及皮肤病等病症。鉴于次氯酸对人体健康的重要影响,采用简单、快捷的方法实现次氯酸的检测具有重要的研究意义。本论文以次氯酸在细胞、生物体内以及环境中的水平评估为目的,荧光检测为手段,综合运用分子识别的原理设计合成了两例次氯酸荧光探针。两例荧光探针XZ和LB是以吩噻嗪荧光团为母体,基于ICT的设计原理,分别选用N-乙基-2-甲基喹啉鎓盐和1,3-茚满二酮为电子受体设计合成的。两例探针分别通过核磁、高分辨质谱以及红外光谱等方式对两例探针的结构进行了表征。在模拟生理条件下,探针XZ和LB均表现出对次氯酸的专一识别能力,且识别效果不受生物体内和环境中其它常见活性氧物种及离子的干扰。两例探针对次氯酸的检测限分别为15.6 nM和2.0μM。探针XZ和LB对次氯酸的识别机理均通过高分辨质谱的滴定实验得以印证。XZ和LB因为具有专一性强、灵敏度高、响应时间短和毒性低等优点,成功应用于活体斑马鱼和裸鼠体内次氯酸的检测。其中探针LB成功监测了小鼠模拟关节炎环境中次氯酸浓度的上升,这表明该探针可能应用于关节炎的发病监测中。而且,探针LB也成功地应用于不同水样中次氯酸浓度的评估。

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中文摘要

ABSTRACT

1.绪论

1.1 荧光产生机理

1.2 荧光分子探针的设计及识别机理

1.2.1 荧光分子探针结构

1.2.2 荧光探针的识别机理

1.2.3 荧光探针的分类

1.3 次氯酸与次氯酸荧光探针的研究现状

1.3.1 次氯酸与人体健康

1.3.2 次氯酸荧光探针的研究现状

1.4 本论文的选题背景及设计思想

2.基于甲基喹啉鎓盐-吩噻嗪的次氯酸荧光探针及应用

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验仪器与试剂

2.2.2 探针分子XZ与中间体的合成

2.2.3 溶液的配制

2.3 结果与讨论

2.3.1 探针XZ的紫外-可见吸收滴定光谱

2.3.2 探针XZ在紫外-可见吸收选择光谱

2.3.3 探针XZ的荧光稳定性

2.3.4 探针XZ荧光滴定光谱

2.3.5 探针XZ荧光检测限

2.3.6 探针XZ的荧光动力学

2.3.7 探针XZ的荧光选择光谱

2.3.8 探针XZ荧光竞争光谱

2.3.9 探针XZ的 pH依赖

2.3.10 探针XZ对次氯酸的识别机理

2.3.11 探针XZ的细胞成像

2.3.12 探针XZ的生物成像

2.4 本章小结

3.基于1,3-茚满二酮-吩噻嗪的次氯酸荧光探针及应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验仪器与试剂

3.2.2 探针分子LB的合成

3.2.3 溶液的配制

3.3 结果与讨论

3.3.1 探针LB的紫外-可见吸收滴定光谱

3.3.2 探针LB的紫外-可见吸收选择光谱

3.3.3 探针LB荧光稳定性

3.3.4 探针LB荧光滴定光谱

3.3.5 探针LB荧光检测限

3.3.6 探针LB的荧光动力学

3.3.7 探针LB的荧光选择光谱

3.3.8 探针LB的荧光竞争光谱

3.3.9 探针LB的 pH依赖

3.3.10 探针LB对次氯酸的识别机理

3.3.11 探针LB的细胞毒性测试

3.3.12 探针LB的生物成像

3.3.13 探针LB在疾病监控中的应用

3.3.14 探针LB在水样检测中的应用

3.4 本章小结

4.结论

参考文献

附录化合物的高分辨质谱图,红外谱图及核磁谱图

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冯焕

导师: 孟庆涛

关键词: 荧光探针,次氯酸,分子识别,生物成像,环境应用

来源: 辽宁科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,化学

单位: 辽宁科技大学

分类号: Q503;O657.3

DOI: 10.26923/d.cnki.gasgc.2019.000220

总页数: 99

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