具有檢測細胞內(nèi)氧化-還原物種功能的熒光探針設計及應用.pdf

1、在復雜的生命系統(tǒng)中存在許多物質(zhì)的共同參與而使其維持內(nèi)環(huán)境的代謝平衡狀態(tài)。這種平衡狀態(tài)不是指靜止不動的，而是機體內(nèi)在各種物理、化學反應中達到的一種動態(tài)平衡。在眾多的動態(tài)平衡中，氧化/還原態(tài)的動態(tài)平衡在維持細胞正常代謝過程中扮演著至關(guān)重要的角色，所以建立快速準確的能檢測那些能夠有效維持細胞內(nèi)氧化/還原動態(tài)平衡的硫醇，以及活性氧的含量的分析方法是十分重要的，同時對相關(guān)生理及病理的研究也會有重大意義。
　　在醫(yī)學成像顯著發(fā)展的今天，熒光分

2、子探針受到了人們廣泛的青睞。對目標物的高靈敏度、高選擇性檢測一直是熒光分子探針的明顯優(yōu)勢，不僅如此，由于其可以實現(xiàn)實時空間成像，并且具有對活細胞或者組織光損傷小及背景干擾小等特點，為可視化研究細胞物種的代謝過程以及研究病理過程的分子機制提供了一條有效途徑。
　　本論文中，我們以熒光光譜為主要檢測手段，以二氰基異佛爾酮為設計平臺，綜合運用分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機制為探針熒光信號變化的檢測原理，設計合成了五種具有較大斯托克斯位移的熒光分子探針

3、，分別用于硫醇類化合物、次氯酸以及重金屬的檢測。這五種熒光分子探針不僅展現(xiàn)出了令人滿意的熒光光譜檢測性能，而且在細胞內(nèi)對相應物種也具有明顯的熒光成像檢測效果。具體研究內(nèi)容如下：
　　（1）在第2章中，分別以有機硼酸的C-B鍵和吩噻嗪中的S原子為識別位點，設計合成了兩種對次氯酸根具有選擇性性能的熒光探針X1和X2。探針X1是具有近紅外熒光發(fā)光性能的分子探針。該探針表現(xiàn)出了較大的斯托克斯位移（145 nm），較廣的pH使用范圍（4.0

4、-11.0）。利用吩噻嗪中的S原子作為對HClO/ClO-的響應，探針X2可以實現(xiàn)對HClO/ClO-的快速檢測，檢測限達到10-8 M量級。探針X2不僅可以對細胞中外源性HClO/ClO-進行熒光成像檢測，而且可以對細胞中內(nèi)源性的HClO/ClO-進行有效的熒光成像檢測，為該探針的實際應用奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　（2）在第3章中，分別以2，4-二硝基苯磺酰氯和NBD-Cl為原料，設計合成了兩種對硫醇類物種具有識別性能的熒光分子探

5、針 T1和 T2。實驗結(jié)果表明：在PBS/乙醇溶液中，熒光分子探針T1對GSH、Cys、Hcy和NAC具有良好的選擇性，并且檢測限均可達到10-8 M量級，斯托克斯位移達到157 nm。與探針T1相比，熒光分子探針T2在HEPES乙醇體系中，不僅可以檢測GSH、Cys、Hcy和NAC，而且對Hcy具有更高的選擇性，實現(xiàn)了細胞內(nèi)Hcy的熒光成像檢測。
　　（3）在第4章中，利用Hg2+離子的親S特性和Hg2+離子的配位反應特性進行了