新型咔唑類雙光子熒光探針的設計合成及其在生物成像中的應用.pdf

1、近年來，隨著雙光子熒光顯微鏡的商品化并成為生命科學家們的常用工具，雙光子生物熒光探針的研究成為一個十分活躍的研究領域。雙光子熒光顯微鏡在三維成像方面分辨率高，生物樣品穿透深度大，并能有效避免光損傷。它在很大程度上滿足了生物學家們在活性樣品中實時、動態(tài)地觀測活性生命現(xiàn)象的渴望。但雙光子熒光探針研究的相對滯后限制了雙光子熒光顯微技術在生物學中的廣泛應用。因此，尋求具有大的識別誘導雙光子熒光活性吸收截面、高熒光量子產(chǎn)率和靈敏的識別響應性的雙光

2、子熒光探針具有重要的理論和實踐意義。目前，對于雙光子熒光pH值探針研究相對較少，特別是具有較好的選擇性，膜透性，pKa值正處于細胞生理范圍內(nèi)，能實際檢測細胞內(nèi)pH值變化的雙光子熒光探針更少。
　　 細胞內(nèi)的pH值在諸如細胞生長，酶活性調(diào)節(jié)和離子傳輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。研究發(fā)現(xiàn)，pH值異常與人體多種疾病相關。熒光成像的方法檢測細胞內(nèi)的pH值變化具有獨特的優(yōu)勢，特別是結合比率型熒光探針，能夠較精確地給出細胞內(nèi)的pH值分布。有機小分子

3、pH值熒光探針主要基于熒光團的酸堿性檢測pH值變化，比率型pH值熒光探針較少報道。
　　 線粒體是動物細胞內(nèi)的主要供能細胞器，并與多種細胞活動密切相關，在細胞生命活動中起著重要的作用。對于線粒體探針的研究也是目前的一個熱點，但是目前發(fā)表的雙光子線粒體探針多數(shù)在定位線粒體同時在與特定靶標結合后才有熒光放出，單一的線粒體探針比較少。而單純具有線粒體定位能力的雙光子熒光探針也是生命科學研究中亟需的。
　　 本論文利用Heck反

4、應等合成了以咔唑為母體的六個具有良好水溶性及雙光子性能的咔唑類化合物作為pH值探針和線粒體探針。探針分子合成路線簡單，易于操作。目標分子通過核磁共振譜、元素分析及質(zhì)譜等手段進行了表征。本論文詳細分析了化合物CAE、CA、CAM1、CAM2、CAEI和CAI的紫外吸收、單光子熒光光譜和雙光子熒光光譜，計算了它們的量子產(chǎn)率Φ、雙光子吸收截面δ和活性吸收截面Φ×δ，并在活生物細胞中進行成像研究。
　　 同時主要對CAE作為在細胞內(nèi)成像