含親電基團(tuán)的熒光探針的合成及其在生物分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、大多數(shù)生物分子本身沒(méi)有熒光或熒光較弱，直接檢測(cè)靈敏度較低，為使之高靈敏的檢出，人們常用熒光染料或熒光探針與待測(cè)物進(jìn)行標(biāo)記或反應(yīng)，生成具有強(qiáng)熒光的共價(jià)或非共價(jià)結(jié)合的物質(zhì)，使檢出限大大降低。熒光探針技術(shù)在分析化學(xué)，特別是生物分析中有較廣泛的應(yīng)用。利用熒光分析法對(duì)生物體系中蛋白質(zhì)、核酸、金屬離子及自由基的分析測(cè)定已引起人們的廣泛重視。
　　 生物體中的巰基化合物(包括半胱氨酸、高半胱氨酸和還原型谷胱甘肽等)在調(diào)節(jié)體內(nèi)氧化還原動(dòng)態(tài)平衡上

2、起了非常重要的作用。血液中巰基化合物的缺乏可引發(fā)多種疾病，例如：艾滋病、心臟病、阿爾茨海默氏癥和心血管疾病等。谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(Glutathione S-transferase，GST)作為Ⅱ相解毒代謝酶，其主要功能是催化某些內(nèi)源性或外來(lái)有害物質(zhì)的親電子基團(tuán)與還原型谷胱甘肽的巰基結(jié)合，增加其疏水性使其易于排出體外，從而達(dá)到解毒的目的。熒光分析法具有靈敏度高、選擇性好及可用于原位分析等優(yōu)點(diǎn)而在分子檢測(cè)中受到人們的廣泛關(guān)注。因此設(shè)計(jì)合成具

3、有選擇性好、靈敏度高、可用于實(shí)時(shí)檢測(cè)巰基化合物和GST活性的熒光探針具有非常重要的意義。本文分別以香豆素、熒光素為母體設(shè)計(jì)合成對(duì)巰基化合物和GST具有有專一響應(yīng)的熒光探針。論文分五章，分別包括以下內(nèi)容：
　　 第一章緒論。主要介紹了含親電基團(tuán)的熒光探針檢測(cè)生物體系中巰基化合物及還原型谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶活性的研究進(jìn)展，并提出本論文的研究設(shè)想。
　　 第二章4-甲基傘形酮類熒光探針檢測(cè)巰基化合物的應(yīng)用研究。本文設(shè)計(jì)合成了一種檢

4、測(cè)巰基化合物的新型熒光探針1，該探針是由4-甲基傘形酮與2，4，6三硝基氯苯一步反應(yīng)完成?；衔?是一種無(wú)熒光的物質(zhì)，在pH=7.4的水溶液反應(yīng)體系中，其與巰基分子發(fā)生親核取代反應(yīng)，使化合物1中硝基苯環(huán)上的C-O鍵斷裂釋放出強(qiáng)熒光物質(zhì)4-甲基傘形酮，導(dǎo)致反應(yīng)體系熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)?；谏鲜鲈恚菊陆⒘艘环N檢測(cè)人血清中生物巰基的熒光分析法。
　　 第三章測(cè)定巰基化合物的熒光素類熒光探針的研究。本文分別以2，4，6三硝基氯苯、2，

5、4-二硝基氯苯和對(duì)硝基氯苯作為羥基的保護(hù)基團(tuán)合成了化合物3、化合物4和化合物5三種弱熒光的物質(zhì)。在生理pH條件下，化合物3可與巰基分子發(fā)生親核取代反應(yīng)，使化合物3中硝基苯環(huán)上的C-O鍵斷裂釋放出強(qiáng)熒光物質(zhì)熒光素，導(dǎo)致反應(yīng)體系熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。與化合物3相比，化合物4與巰基分子發(fā)生親核取代反應(yīng)的活性顯著降低，而化合物5不能與巰基分子發(fā)生親核取代反應(yīng)。我們以化合物3作為檢測(cè)巰基化合物的熒光探針，其最大發(fā)射波長(zhǎng)513 nm(可見(jiàn)區(qū))?；谏鲜?/p>

6、原理，本章建立了一種測(cè)定生物巰基的熒光分析法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法選擇性好，靈敏度高。
　　 第四章一種檢測(cè)谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶活性的熒光素類熒光探針。文獻(xiàn)報(bào)道，還原型谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)可有效增強(qiáng)還原型谷胱甘肽(GSH)的反應(yīng)活性。由于第三章所合成的化合物4與巰基分子發(fā)生親核取代反應(yīng)的活性較低，但在GST的催化下，GSH可有效進(jìn)攻化合物4中與硝基苯環(huán)相連的醚鍵的碳位，釋放出強(qiáng)熒光物質(zhì)熒光素，導(dǎo)致體系熒光強(qiáng)度增加。在相同的實(shí)驗(yàn)

7、條件下，GSH不能與化合物5發(fā)生親核取代反應(yīng)。因此我們以第三章合成的化合物4作為檢測(cè)GST活性的熒光探針，建立了一種測(cè)定谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶活性的新型熒光分析法。
　　 第五章以香豆素為母體的Zn2+熒光傳感器的合成及應(yīng)用研究。本文以香豆素為母體設(shè)計(jì)合成一種檢測(cè)Zn2+的化學(xué)傳感器6?；衔?本身是一種弱熒光物質(zhì)，在30％的乙醇水溶液中，其與Zn2+形成1:1的配合物。由于Zn2+與化合物6之間的配合作用，束縛了化合物6分子中N原子