导读:本文包含了生物相关分子论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:生物,分子,铁矿,宁乡,荧光,矿层,信息学。
生物相关分子论文文献综述
周强,李伟[1]（2019）在《宁乡式铁矿中的P与Fe的分子结构信息:对泥盆纪生物相关地质事件的启示》一文中研究指出宁乡式铁矿是一种赋存于中、上泥盆统砂页岩中的海相化学沉积型铁矿,其矿石具磷的特征,且矿石中保留有完整的珊瑚、腕足动物和贝壳类动物的化石,这反映生物组分加入到成矿过程。因此,本次研究采用X射线荧光光谱分析技术(XRF)、X射线衍射技术(XRD)、同步辐射技术(EXAFS)探究火烧坪矿床宁乡式铁矿中磷和铁的赋存形态及相互关系(表1),(本文来源于《中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会论文摘要集》期刊2019-04-19）
韩潇玥[2]（2018）在《新型荧光探针设计及其在环境相关生物活性分子的成像分析研究》一文中研究指出荧光成像分析方法具有高灵敏度和高选择性进行原位、实时、动态检测等优点,广泛用于环境分析和生物分析等领域。在本文中,我们基于环境成像分析技术,专注于开发具有优良荧光性能的新型荧光探针工具用于环境相关生物活性分子的成像分析研究。通过分析各活性物种在细胞、组织和活体中的分布、转运、变化和相互作用规律,评估环境与健康之间的关系。本文的详细内容如下:1.近红外比率型荧光探针用于分析细胞和活体中多硫化半胱氨酸的浓度。多硫化半胱氨酸参与含硫元素辅酶的合成、细胞信号转导、激活或抑制酶活性以及调节细胞内氧化还原平衡,其浓度波动与疾病的发生发展有着密切关系。在该工作中,我们设计并合成近红外比率型荧光探针(Cy-Dise)用于活细胞和活体中多硫化半胱氨酸的定量分析。该探针由叁部分组成:双(2-羟基乙基)二硒化物响应基团、七甲川花菁荧光团和D-半乳糖肝定位基团。在0-12μM多硫化半胱氨酸浓度范围,探针的比率荧光强度和多硫化半胱氨酸浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9913),检测限为0.12μM。基于硒-硫交换反应,探针定量人的肝癌细胞、正常肝细胞以及小鼠原代肝细胞中的多硫化半胱氨酸浓度分别为1.89±0.2μM、0.82±0.3μM和2.51±0.4μM,并与传统的高效液相色谱-质谱联用方法获得的数据吻合。探针还适用于深层组织成像,在正常大鼠和原位肝癌大鼠中的荧光成像结果表明探针可定位到大鼠的肝脏,并定量其中的多硫化半胱氨酸浓度。此外,探针还用于斑马鱼中多硫化半胱氨酸的荧光成像分析。该探针对于揭示多硫化半胱氨酸的生理和病理功能具有重要意义。2.近红外荧光探针用于分析不同种类细胞和各器官中硫烷硫的浓度。硫烷硫是指以6价电子的形式(S0)可逆地附着在其它硫原子上的离子化硫,其具有比硫化氢更强的生理活性,能更快地参与一系列的生理反应。因此,硫烷硫可能是硫化氢信号转导过程中实际的信号分子。在该工作中,我们设计并合成了近红外荧光探针(BD-SH)用于检测细胞和活体内硫烷硫的浓度变化。探针BD-SH由两部分组成:具有近红外荧光发射的氟硼类荧光染料(BODIPY)作为荧光团和2-巯基苯甲酸酯作为硫烷硫的响应基团。2-巯基苯甲酸酯中的巯基能和硫代亚砜互变异构体中的硫原子反应生成–SSH中间体,进而迅速发生分子内成环反应,释放BODIPY荧光团并发射荧光。探针对硫烷硫具有高的选择性,检测限为10n M。探针可定位到细胞质并成像不同细胞系中的内源性和外源性硫烷硫浓度变化;探针还用于成像海马体内硫烷硫的水平以及半定量小鼠各器官中的硫烷硫水平。此外,探针还可以检测斑马鱼中硫烷硫的浓度变化。该探针有望成为研究硫烷硫生理和病理功能的重要工具。3.近红外比率型荧光探针用于分析温度胁迫下硫醇浓度和细胞凋亡之间的关系。环境温度变化会引起细胞应激状态,异常降低细胞内谷胱甘肽浓度并诱导细胞凋亡。谷胱甘肽是细胞内最丰富的非蛋白生物硫醇,可保护细胞避免细胞凋亡。考虑到谷胱甘肽在细胞和活体中具有重要的抗凋亡作用,在该工作中,我们设计并合成近红外比率型荧光探针(Cy O-Dise)用于温度胁迫下细胞和活体内谷胱甘肽的浓度检测。该探针由叁部分组成:双(2-羟基乙基)二硒化物响应基团、七甲川酮式花菁荧光团和D-半乳糖肝定位基团。在0-10 m M谷胱甘肽浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和谷胱甘肽浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9947),检测限为50μM。探针分析低温和高温胁迫下,人的肝癌细胞和正常肝细胞中谷胱甘肽的浓度变化,并发现正常肝细胞比肝癌细胞表现出更强的抗凋亡能力。我们还发现温度胁迫能有效改善顺铂耐药细胞株的耐药性,因此,探针被用于评估温度胁迫下异种移植瘤小鼠模型中谷胱甘肽的浓度变化和肿瘤治疗之间的关系。该探针有助于评估环境温度变化与机体健康之间的联系。4.近红外比率型荧光探针用于分析缺血再灌注过程中超氧阴离子的爆发情况。缺血再灌注是涉及缺氧的典型过程,该过程会引起线粒体内超氧阴离子的爆发,导致一系列的氧化损伤,包括线粒体膜电势丧失、钙离子超载和细胞凋亡。为了检测超氧阴离子的浓度波动以及评估超氧阴离子浓度和缺血再灌注过程中细胞凋亡程度之间的关系,我们设计并合成具有线粒体定位功能的近红外比率型荧光探针(Mito-Cy-Tfs)用于检测细胞和活体中超氧阴离子的浓度波动。该探针由叁部分组成:叁氟甲磺酰胺作为超氧阴离子响应基团,近红外七甲川花菁作为荧光团,亲脂性的叁苯基膦阳离子作为线粒体靶向基团。在0-10μM超氧阴离子浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和超氧阴离子浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9950),检测限为30μM。探针可以很好地定位于细胞中的线粒体,并选择性和灵敏性地检测细胞内源性超氧阴离子的浓度变化,从而成功地用于检测四种细胞缺血再灌注模型(葡萄糖剥夺/再灌注、血清剥夺/再灌注、缺氧/再灌注和葡萄糖-血清-氧剥夺/再灌注)中超氧阴离子浓度变化;探针还具有深层组织穿透性,可成像分析小鼠肝脏缺血再灌注模型中的超氧阴离子浓度,以及评估小鼠肝脏缺血再灌注过程中超氧阴离子浓度变化与器官损伤程度之间的相互关系。该探针为研究缺氧和健康之间的关系提供了有潜力的工具。5.近红外比率型荧光探针用于分析CCl4胁迫下急性炎症爆发过程中硒醇浓度变化。CCl4是一种工业上常用的有毒物质,可引起器官损伤。硒代半胱氨酸是细胞内一种重要活性硒物种,其可作为含硒蛋白质的活性位点,在一系列生理和病理过程(如氧化损伤和炎症)中起着重要的抗氧化作用。该工作中,我们设计并合成近红外比率型荧光探针(Cy-SS)用于定性和定量检测活细胞和活体中硒代半胱氨酸的浓度。该探针基于七甲川花青作为近红外荧光团,双(2-羟乙基)二硫化物作为硒代半胱氨酸响应基团和D-半乳糖作为肝细胞和肝脏器官的靶向基团。在0-20μM硒代半胱氨酸浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和硒代半胱氨酸浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9912),检测限为90 n M。该探针定量人的肝癌细胞、正常肝细胞以及小鼠原代肝细胞中的硒代半胱氨酸浓度分别为3.08±0.11μM、4.03±0.16μM和4.34±0.30μM,并与传统的高效液相色谱-质谱联用方法获得的数据吻合。探针选择性地定位到肝脏,并定量分析CCl4引起的小鼠急性肝炎模型中硒代半胱氨酸的浓度波动。实验结果表明硒代半胱氨酸在炎症过程中具有重要的抗氧化和抗炎症作用。该探针为评估环境化学品胁迫下,器官中氧化还原水平的提供新工具。6.近红外比率型荧光探针用于分析CS_2胁迫下急/慢性炎症爆发过程中硒醇浓度变化。CS_2是工业上常见的有机试剂,可抑制氧化还原酶的活性并引起细胞氧化应激。硒代半胱氨酸作为线粒体中氧化还原酶的重要活性位点,负责保护细胞和维持细胞内氧化还原平衡。因此,研究CS_2暴露下硒代半胱氨酸的细胞保护作用十分有必要。在该工作中,我们基于2,4-二硝基苯磺酰胺作为响应基团,叁苯基膦阳离子作为线粒体靶向基团,七甲川花菁作为近红外荧光团,设计并合成具有线粒体靶向功能的近红外比率型荧光探针(Mito-di NO2),用于选择性和灵敏地检测CS_2刺激下细胞和小鼠模型中硒代半胱氨酸的浓度变化。在0-7μM硒代半胱氨酸浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和硒代半胱氨酸浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9921),检测限为40 n M。该探针可以定位到线粒体,并检测各细胞系中内源性硒代半胱氨酸的浓度;在CS_2暴露下引起的线粒体相关的急性炎症中,该探针可检测硒代半胱氨酸浓度和细胞炎症之间的关系;在CS_2暴露下诱导的小鼠急性和慢性肝炎模型中,该探针可分析硒代半胱氨酸在肝脏中的保护作用并评估CS_2中毒期间肝脏损伤的程度。该探针为分析CS_2胁迫下生命体健康提供有效工具。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)》期刊2018-06-01）
齐祥[3]（2018）在《整合生物信息学筛选头颈部癌预后相关分子标记物的研究》一文中研究指出研究背景:以往对头颈部癌的预后研究局限于单因素或单基因研究,随着以GEO、GCBI、HPA和TCGA为代表的公共数据库的出现,使得通过生物信息学的方法,高通量筛选出与头颈部癌预后相关的基因并以此为依据对患者进行个体化的治疗成为一种新的手段。研究目的:通过整合生物信息学的方法筛选并评价头颈部癌预后的相关分子标记物。研究方法:1.通过GEO及GCBI数据库选出符合纳入条件的头颈部癌基因芯片,使用GCBI在线实验室分析多组芯片中头颈部癌共同差异表达的基因。2.从TCGA数据库中获取头颈部癌预后相关的基因数据,与GCBI数据库中获得的差异表达基因做对比分析,取交集,筛选出提示预后良好和预后不良的2组共同差异表达基因。3.从HPA数据库中下载头颈部癌患者的临床数据,根据临床分期将患者分为早期和晚期两组,筛选出与肿瘤临床分期相关的候选基因。将与肿瘤临床分期相关的候选基因与提示预后良好和预后不良的2组基因取交集,筛选出与头颈部癌分期、预后均相关的基因。4.从TCGA数据库中下载关于筛选出的基因在癌组织及癌旁正常组织的表达量数据,通过受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC曲线)分析上述筛选得到的单基因及多基因组合对头颈部癌预后评估的诊断效能。研究结果:1.通过GEO及GCBI数据库选出符合纳入条件的叁组基因芯片(GSE29330、GSE33205和GSE9844),从中筛选出784个共同差异表达基因,其中包括519个转录上调的基因和265个转录下调的基因。2.通过TCGA数据库进一步筛选出提示头颈部癌预后不良的基因50个;提示预后良好的基因29个。3.结合HPA数据库,进一步筛选出8个和头颈部癌分期、预后均相关的8个基因。其中ENDOU、NFIA、GIMAP6和GIMAP7的高表达提示预后良好;USP14、P4HA1、PPFIA1和PFDN2的高表达提示预后不良。4.采用ROC曲线分析对筛选得到的基因进行评价。发现联合分析可提高诊断效能,其中ENDOU与NFIA双基因联合或ENDOU、NFIA、GIMAP6与GIMAP7四个基因联合分析最具诊断效能,提示预后良好;USP14、P4HA1、PPFIA1与PFDN2四个基因联合诊断最具诊断效能,提示预后不良。研究结论:1.ENDOU、NFIA、GIMAP6和GIMAP7在头颈部癌中高表达,提示预后良好;2.USP14、P4HA1、PPFIA1和PFDN2在头颈部癌中高表达,提示预后不良;3.ENDOU与NFIA双基因联合或ENDOU、NFIA、GIMAP6与GIMAP7四个基因联合分析最具诊断效能,提示预后良好;USP14、P4HA1、PPFIA1与PFDN2四个基因联合诊断最具诊断效能,提示预后不良。由此,我们通过整合生物信息学初步建立了头颈部癌预后相关的基因谱。(本文来源于《广西医科大学》期刊2018-06-01）
杜冉峰[4]（2018）在《基于生物信息学的痰湿体质相关疾病异病同治的分子机制研究》一文中研究指出“异病同治”是中医基本治疗原则之一,具有广泛的临床应用实践,在中医学的发展过程中起到了巨大的作用,并将会一直推动中医药的进一步发展。当前异病同治的研究主要在病证结合和辨体论治两个方面,而其生物学基础研究尚有不足。当前医学和生命科学的研究已经越来越多的向系统论转型,系统生物学与中医药的整体观理念相吻合。系统生物学及生物网络分析在中医药学领域虽然还是处于萌芽阶段,但其在中医证候、方剂解析等方面已经取得了很多进展。而体质是异病同治的基础之一,又是将系统生物学引入中医学研究的最佳结合点,因此从体质的角度出发,将系统生物学与中医异病同治理论结合,从整体上探究异病同治的生物学分子机制,将有利于为中医异病同治理论提供科学依据,也可以为不同疾病的治疗提供新的思路。本文意在利用生物分子网络分析痰湿体质相关疾病共同的生物学基础,基于现代理论探究中医异病同治的分子机制,并为相关疾病的治疗提供新的思路,为传统中医药理论走向世界做出贡献。本文主要工作内容包括以下叁部分:首先,应用实体语法系统构建痰湿体质及其相关疾病的生物网络并进行功能分析等,尝试发现不同疾病之间相同的生物学功能通路,进一步对生物学通路进行调研和分析,并提出基于共同通路进行异病同治的假说;然后,本研究选择调理体质的基本方剂为研究载体,应用实体语法系统构建中药方剂化学成分-靶点-疾病的生物网络,对干预痰湿体质的方剂治疗相关不同疾病进行机理解析,对上述提出的假说进行论证;最后本文基于提出的假说中的通路对中药方剂进行有效成分的识别,利用分子对接技术对方剂中的化合物进行虚拟筛选,筛选潜在的活性成分,为相关疾病的治疗提供新的思路。通过以上工作,本文提出了“P13K-Akt信号通路是中药干预痰湿体质相关疾病异病同治的共同通路”的假说,对调理痰湿体质的专用方剂进行作用机理解析,验证了共同通路假说的合理性,并通过分子对接技术筛选出了方剂中可能对上述共同通路起到激活作用以治疗相关疾病的潜在活性成分。(本文来源于《北京中医药大学》期刊2018-05-01）
张敏,李倩[5]（2018）在《脓毒症与相关生物分子关系的临床研究进展》一文中研究指出脓毒症仍然是世界范围内主要的死亡原因之一。有报道指出脓毒症已成为继心脏病和恶性肿瘤之后最常见的死因。尽管目前抗感染和体外支持治疗有了重大进步但其病死率并未得到明显降低。近年来,对于脓毒症生物分子水平的研究取得了长足的进步,为其治疗和预后评估带来了新方向。在这篇综述中,我们提供了相关生物分子在脓毒症早期明确诊断和(或)病情评价等方面的最新研究进展,协助临床医师更好的认识和了解脓毒症。(本文来源于《锦州医科大学学报》期刊2018年02期）
秦蕾,孙玉英,毕可然,高迎莉[6]（2018）在《迟缓爱德华氏菌对大菱鲆巨噬细胞相关生物效应分子产生的影响》一文中研究指出作为兼性胞内寄生菌,迟缓爱德华氏菌能够在鱼类巨噬细胞内存活繁殖。巨噬细胞与迟缓爱德华氏菌的相互作用是迟缓爱德华氏菌致病的重要环节。探讨不同毒力迟缓爱德华氏菌对巨噬细胞相关生物效应分子产生的影响,将为明晰该菌的致病机理和胞内寄生机制奠定基础。用31%/45% Percoll密度梯度离心分离大菱鲆头肾巨噬细胞,在L-15细胞培养基上20℃培养24h,Giemsa染色显示培养的细胞符合巨噬细胞典型的形态特点;体外培养的巨噬细胞以感染复数50∶1进行迟缓爱德华氏菌的侵染试验。采用比色法,荧光探针DCFH-DA和Griess法动态分析不同毒力迟缓爱德华氏菌感染对巨噬细胞Caspase-3活性、活性氧和一氧化氮分泌的影响。试验结果表明,迟缓爱德华氏菌感染的巨噬细胞能够检测到较高的Caspase-3活性,明显的活性氧和一氧化氮的分泌(P<0.05),但强毒株能够显着抑制巨噬细胞Caspase-3的活性(P<0.05);同时,与弱毒株相比,强毒株也表现出对巨噬细胞分泌活性氧和一氧化氮明显的抑制作用(P<0.05)。研究结果提示,迟缓爱德华氏菌可能通过抑制巨噬细胞凋亡,减少活化巨噬细胞产生活性氧和一氧化氮等杀菌效应分子来达到其胞内寄生和繁殖的目的。(本文来源于《水产科学》期刊2018年02期）
滕晓飞[7]（2018）在《乳腺癌预后相关分子生物标记物的研究进展》一文中研究指出乳腺癌是目前女性肿瘤性疾病中发病率最高的肿瘤,严重威胁女性患者的身体健康及生命安全。经治疗后,乳腺癌患者预后状况的判断是乳腺癌临床治疗中的难题之一。为了能准确判断乳腺癌患者的预后情况,及时调整后续治疗方案,探究乳腺癌预后相关分子生物标记物对乳腺癌患者的个体化综合治疗具有重要的意义。(本文来源于《世界最新医学信息文摘》期刊2018年20期）
齐超[8]（2018）在《通过生物信息学分析来寻找结直肠癌转移相关的潜在分子机制和关键基因》一文中研究指出背景:生物信息学分析与结直肠癌转移(Bioinformatics analysis and CRC metastasis)目的:在医学研究领域内,结直肠癌被临床上公认为是前四种致死性恶性肿瘤类型之一。结直肠癌的易转移性,一方面会限制临床上治疗策略的选择,另一方面也造成患者对各种治疗手段的反应性较差,这就导致了患者的预后往往都不容乐观。但是到目前为止,那些参与调控结直肠癌转移的关键基因,以及与结直肠癌转移发生有关的分子通路和机制仍然未被人们全部研究与阐明。我们该项研究的目的和出发点就是在于利用生物信息学这一手段来寻找那些参与调控结直肠癌转移的关键基因,以及与结直肠癌转移发生有关的分子通路和机制。方法:(1)芯片数据处理:芯片数据集GSE2509首先被我们从GEO在线数据库下载,该芯片是一组包含了同一结直肠癌患者原位灶和转移灶癌细胞的表达谱数据,即SW480(原位结直肠癌细胞株)和SW620(转移灶结直肠癌细胞株)。(2)将上述芯片数据导入GCBI在线分析实验室,分析并找出转移癌细胞和原位癌细胞间的差异表达基因,这些在两组间被筛选出来的差异表达基因参与结直肠癌转移调控的相关可能性是最大的。(3)为了能够找出那些可能参与结直肠癌转移调控的生物过程,上述这些差异表达基因(DEGs)被导入DAVID在线分析工具进行GO功能和KEGG通路分析。(4)STRING在线分析工具和MCODE插件被用来对上述这些差异表达基因(DEGs)进行蛋白质之间相互作用网络(PPI)和子模块的分析。蛋白质与蛋白质之间相互作用网络(PPI)是一个无方向的图,图中的每一个节点代表了每一个基因,而节点与节点之间的联系则表示着由相应基因编码的蛋白质之间的相互作用。通过PPI分析,可以进一步筛选出与其他蛋白质相互作用最多的前10个差异表达基因(DEGs),而这些DEGs参与结直肠癌转移调控的相关可能性和其发挥的调控作用可能是最大的。(5)最后,在4例临床转移性结肠癌患者的原位癌组织和转移癌组织中,通过实时定量荧光PCR来进一步验证上述生物信息学分析筛选出来的与结直肠癌转移调控的相关可能性最大的前5个核心差异表达基因(DEGs)的表达水平。结果:通过转移灶癌细胞和原位灶癌细胞的比较,一共有7384个差异表达基因被分析出来,其中3949个差异表达基因(DEGs)的表达水平是上调的,而3435个差异表达基因(DEGs)的表达水平是下调的。GO功能和KEGG通路分析也揭露了大量与结直肠癌转移可能相关的生物过程和通路。蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)引出的 EGFR、HRas、Wnt5A、Akt1、CDKN1A、RHOA、CCND1、EGR1、CD44、RAC1是前10个与结直肠癌转移调控的相关可能性最大的DEGs。最后,以结直肠癌原位癌组织为对照,转移灶为实验组,我们发现前5个核心差异表达基因中,EGFR、HRas、Akt1的表达水平是上调的,而Wnt5A、CDKN1A的表达水平是降低的。结论:我们的研究结果揭示了可能参与结直肠癌转移调控的若干通路以及关键基因(EGFR、HRas、Wnt5A、Aktl、CDKN1A),这些结果有可能为临床上进一步研究和阐明结直肠癌的转移提供一些帮助,并且它们有可能是转移性结直肠癌治疗的新靶点。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-03-01）
蔡挪亚,陈伯华,董玲[9]（2017）在《椎间盘退行性变的相关生物分子因素研究进展》一文中研究指出随着年龄的增长,腰腿痛的发生率也逐年升高。引起腰腿痛的原因很多,其中椎间盘退行性病变是其发生的主要病因。从分子生物学角度探讨其发病机制,有望为延缓、修复、甚至扭转椎间盘退行性变提供可行的理论依据。本文对椎间盘退行性变与相关生物分子因素的研究进展进行综述,并据此展望其发展趋势。(本文来源于《齐鲁医学杂志》期刊2017年06期）
吴洋,练继建,闫玥,齐浩[10]（2017）在《巴氏芽孢八迭球菌及相关微生物的生物矿化的分子机理与应用》一文中研究指出巴氏芽孢八迭球菌是迄今为止所知的利用尿素降解进行生物矿化的最为高效的微生物系统之一,基于其碳酸钙生物矿化形成的"超强能力",巴氏芽孢八迭球菌已经被成功地应用于沙石、土壤等生物固化中,成为一种全新的、具有极大潜力的生物建筑辅助技术,被称为"生物水泥"。由于巴氏芽孢八迭球菌分离自土壤,没有病原性并具有极好的环境友好性。近年来,其应用领域被拓展到环境治理乃至健康医疗领域,成为全新的研究热点。然而,与应用研究相比,人们对巴氏芽孢八迭球菌生物矿化背后的分子机理还知之甚少。因此,这里针对迄今为止国内外对于巴氏芽孢八迭球菌生物矿化相关的分子机理的研究进行分析介绍,在此基础上综述了包括建工、环境、及医疗健康领域在内的巴氏芽孢八迭球菌的应用,希望能够促进对于该球菌矿化的研究。(本文来源于《中国生物工程杂志》期刊2017年08期）
生物相关分子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
荧光成像分析方法具有高灵敏度和高选择性进行原位、实时、动态检测等优点,广泛用于环境分析和生物分析等领域。在本文中,我们基于环境成像分析技术,专注于开发具有优良荧光性能的新型荧光探针工具用于环境相关生物活性分子的成像分析研究。通过分析各活性物种在细胞、组织和活体中的分布、转运、变化和相互作用规律,评估环境与健康之间的关系。本文的详细内容如下:1.近红外比率型荧光探针用于分析细胞和活体中多硫化半胱氨酸的浓度。多硫化半胱氨酸参与含硫元素辅酶的合成、细胞信号转导、激活或抑制酶活性以及调节细胞内氧化还原平衡,其浓度波动与疾病的发生发展有着密切关系。在该工作中,我们设计并合成近红外比率型荧光探针(Cy-Dise)用于活细胞和活体中多硫化半胱氨酸的定量分析。该探针由叁部分组成:双(2-羟基乙基)二硒化物响应基团、七甲川花菁荧光团和D-半乳糖肝定位基团。在0-12μM多硫化半胱氨酸浓度范围,探针的比率荧光强度和多硫化半胱氨酸浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9913),检测限为0.12μM。基于硒-硫交换反应,探针定量人的肝癌细胞、正常肝细胞以及小鼠原代肝细胞中的多硫化半胱氨酸浓度分别为1.89±0.2μM、0.82±0.3μM和2.51±0.4μM,并与传统的高效液相色谱-质谱联用方法获得的数据吻合。探针还适用于深层组织成像,在正常大鼠和原位肝癌大鼠中的荧光成像结果表明探针可定位到大鼠的肝脏,并定量其中的多硫化半胱氨酸浓度。此外,探针还用于斑马鱼中多硫化半胱氨酸的荧光成像分析。该探针对于揭示多硫化半胱氨酸的生理和病理功能具有重要意义。2.近红外荧光探针用于分析不同种类细胞和各器官中硫烷硫的浓度。硫烷硫是指以6价电子的形式(S0)可逆地附着在其它硫原子上的离子化硫,其具有比硫化氢更强的生理活性,能更快地参与一系列的生理反应。因此,硫烷硫可能是硫化氢信号转导过程中实际的信号分子。在该工作中,我们设计并合成了近红外荧光探针(BD-SH)用于检测细胞和活体内硫烷硫的浓度变化。探针BD-SH由两部分组成:具有近红外荧光发射的氟硼类荧光染料(BODIPY)作为荧光团和2-巯基苯甲酸酯作为硫烷硫的响应基团。2-巯基苯甲酸酯中的巯基能和硫代亚砜互变异构体中的硫原子反应生成–SSH中间体,进而迅速发生分子内成环反应,释放BODIPY荧光团并发射荧光。探针对硫烷硫具有高的选择性,检测限为10n M。探针可定位到细胞质并成像不同细胞系中的内源性和外源性硫烷硫浓度变化;探针还用于成像海马体内硫烷硫的水平以及半定量小鼠各器官中的硫烷硫水平。此外,探针还可以检测斑马鱼中硫烷硫的浓度变化。该探针有望成为研究硫烷硫生理和病理功能的重要工具。3.近红外比率型荧光探针用于分析温度胁迫下硫醇浓度和细胞凋亡之间的关系。环境温度变化会引起细胞应激状态,异常降低细胞内谷胱甘肽浓度并诱导细胞凋亡。谷胱甘肽是细胞内最丰富的非蛋白生物硫醇,可保护细胞避免细胞凋亡。考虑到谷胱甘肽在细胞和活体中具有重要的抗凋亡作用,在该工作中,我们设计并合成近红外比率型荧光探针(Cy O-Dise)用于温度胁迫下细胞和活体内谷胱甘肽的浓度检测。该探针由叁部分组成:双(2-羟基乙基)二硒化物响应基团、七甲川酮式花菁荧光团和D-半乳糖肝定位基团。在0-10 m M谷胱甘肽浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和谷胱甘肽浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9947),检测限为50μM。探针分析低温和高温胁迫下,人的肝癌细胞和正常肝细胞中谷胱甘肽的浓度变化,并发现正常肝细胞比肝癌细胞表现出更强的抗凋亡能力。我们还发现温度胁迫能有效改善顺铂耐药细胞株的耐药性,因此,探针被用于评估温度胁迫下异种移植瘤小鼠模型中谷胱甘肽的浓度变化和肿瘤治疗之间的关系。该探针有助于评估环境温度变化与机体健康之间的联系。4.近红外比率型荧光探针用于分析缺血再灌注过程中超氧阴离子的爆发情况。缺血再灌注是涉及缺氧的典型过程,该过程会引起线粒体内超氧阴离子的爆发,导致一系列的氧化损伤,包括线粒体膜电势丧失、钙离子超载和细胞凋亡。为了检测超氧阴离子的浓度波动以及评估超氧阴离子浓度和缺血再灌注过程中细胞凋亡程度之间的关系,我们设计并合成具有线粒体定位功能的近红外比率型荧光探针(Mito-Cy-Tfs)用于检测细胞和活体中超氧阴离子的浓度波动。该探针由叁部分组成:叁氟甲磺酰胺作为超氧阴离子响应基团,近红外七甲川花菁作为荧光团,亲脂性的叁苯基膦阳离子作为线粒体靶向基团。在0-10μM超氧阴离子浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和超氧阴离子浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9950),检测限为30μM。探针可以很好地定位于细胞中的线粒体,并选择性和灵敏性地检测细胞内源性超氧阴离子的浓度变化,从而成功地用于检测四种细胞缺血再灌注模型(葡萄糖剥夺/再灌注、血清剥夺/再灌注、缺氧/再灌注和葡萄糖-血清-氧剥夺/再灌注)中超氧阴离子浓度变化;探针还具有深层组织穿透性,可成像分析小鼠肝脏缺血再灌注模型中的超氧阴离子浓度,以及评估小鼠肝脏缺血再灌注过程中超氧阴离子浓度变化与器官损伤程度之间的相互关系。该探针为研究缺氧和健康之间的关系提供了有潜力的工具。5.近红外比率型荧光探针用于分析CCl4胁迫下急性炎症爆发过程中硒醇浓度变化。CCl4是一种工业上常用的有毒物质,可引起器官损伤。硒代半胱氨酸是细胞内一种重要活性硒物种,其可作为含硒蛋白质的活性位点,在一系列生理和病理过程(如氧化损伤和炎症)中起着重要的抗氧化作用。该工作中,我们设计并合成近红外比率型荧光探针(Cy-SS)用于定性和定量检测活细胞和活体中硒代半胱氨酸的浓度。该探针基于七甲川花青作为近红外荧光团,双(2-羟乙基)二硫化物作为硒代半胱氨酸响应基团和D-半乳糖作为肝细胞和肝脏器官的靶向基团。在0-20μM硒代半胱氨酸浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和硒代半胱氨酸浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9912),检测限为90 n M。该探针定量人的肝癌细胞、正常肝细胞以及小鼠原代肝细胞中的硒代半胱氨酸浓度分别为3.08±0.11μM、4.03±0.16μM和4.34±0.30μM,并与传统的高效液相色谱-质谱联用方法获得的数据吻合。探针选择性地定位到肝脏,并定量分析CCl4引起的小鼠急性肝炎模型中硒代半胱氨酸的浓度波动。实验结果表明硒代半胱氨酸在炎症过程中具有重要的抗氧化和抗炎症作用。该探针为评估环境化学品胁迫下,器官中氧化还原水平的提供新工具。6.近红外比率型荧光探针用于分析CS_2胁迫下急/慢性炎症爆发过程中硒醇浓度变化。CS_2是工业上常见的有机试剂,可抑制氧化还原酶的活性并引起细胞氧化应激。硒代半胱氨酸作为线粒体中氧化还原酶的重要活性位点,负责保护细胞和维持细胞内氧化还原平衡。因此,研究CS_2暴露下硒代半胱氨酸的细胞保护作用十分有必要。在该工作中,我们基于2,4-二硝基苯磺酰胺作为响应基团,叁苯基膦阳离子作为线粒体靶向基团,七甲川花菁作为近红外荧光团,设计并合成具有线粒体靶向功能的近红外比率型荧光探针(Mito-di NO2),用于选择性和灵敏地检测CS_2刺激下细胞和小鼠模型中硒代半胱氨酸的浓度变化。在0-7μM硒代半胱氨酸浓度范围,探针的比率荧光强度的对数值和硒代半胱氨酸浓度之间存在良好的线性关系(r=0.9921),检测限为40 n M。该探针可以定位到线粒体,并检测各细胞系中内源性硒代半胱氨酸的浓度;在CS_2暴露下引起的线粒体相关的急性炎症中,该探针可检测硒代半胱氨酸浓度和细胞炎症之间的关系;在CS_2暴露下诱导的小鼠急性和慢性肝炎模型中,该探针可分析硒代半胱氨酸在肝脏中的保护作用并评估CS_2中毒期间肝脏损伤的程度。该探针为分析CS_2胁迫下生命体健康提供有效工具。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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