有機熒光探針的構(gòu)建及生物傳感研究.pdf

1、熒光探針被認為是識別和傳感活體細胞和組織中微量樣品的有效的分子工具。近年來,由于選擇性高、信號變化明顯等優(yōu)點,反應(yīng)型熒光探針受到了廣泛的關(guān)注。為更好的應(yīng)用于生物體系,開發(fā)具有光損傷小、組織滲透性強、且受生物自熒光干擾小的近紅外反應(yīng)型熒光探針,是該領(lǐng)域的研究熱點。本論文開發(fā)了四個系列分別基于“香豆素-半花菁”、“巰基取代的吡啰紅”、“香豆素-花色素”以及“羧酸功能化的香豆素-花色素”的近紅外熒光探針,在體外及細胞內(nèi)實現(xiàn)了對生物硫醇Cys和

2、GSH、生物信使分子H2S以及生物毒性Hg2+的檢測與傳感。
　　(1)設(shè)計合成了一個具有三個潛在反應(yīng)位點的“氯代香豆素-半花菁”熒光探針2-1。在PB緩沖體系中(10 mM, pH7.4,1 mM CTAB),該探針能與Cys、Hcy、GSH發(fā)生SNAr取代-重排-環(huán)化反應(yīng)、SNAr取代-重排反應(yīng)以及SNAr取代-環(huán)化反應(yīng),分別導(dǎo)致了具有藍光發(fā)射的2-1-Cys產(chǎn)物、非熒光的2-1-Hcy產(chǎn)物以及綠光發(fā)射的2-1-GSH產(chǎn)物。采

3、用不同波長的光激發(fā),在藍色通道實現(xiàn)了Cys與Hcy/GSH的選擇性區(qū)分,在綠色通道實現(xiàn)了GSH與Cys/Hcy的選擇性區(qū)分。利用熒光共聚焦顯微鏡,在COS-7細胞中實現(xiàn)了對Cys和GSH雙通道同時熒光傳感。
　　(2)利用“氨基吡啰紅”和“巰基吡啰紅”兩個染料大的吸收和發(fā)射波長差異,構(gòu)建了一個“4-甲氧基苯硫酚取代的吡啰紅”熒光探針3-1。在PBS緩沖體系中(10 mM, pH7.4),該探針能分別與Cys/Hcy和GSH發(fā)生SN

4、Ar取代-重排反應(yīng)、SNAr取代,分別導(dǎo)致了具有綠光發(fā)射的氨基吡啰紅染料3-1-Cys/Hcy以及紅光發(fā)射的巰基吡啰紅染料3-1-GSH。采用不同波長的光激發(fā),實現(xiàn)了同時且雙通道傳感 Cys/Hcy和GSH。利用熒光共聚焦顯微鏡,在COS-7細胞中實現(xiàn)了對Cys/Hcy和GSH雙通道同時熒光傳感。
　　(3)設(shè)計合成了一個基于“香豆素-花色素”近紅外染料的熒光探針4-1。在PBS緩沖體系中(10 mM,pH7.4,包含30％CH3

5、CN),該探針本身在激發(fā)光激發(fā)下發(fā)射紅熒光。H2S能與該探針在數(shù)秒內(nèi)發(fā)生快速的加成反應(yīng),導(dǎo)致探針共軛體系的破壞。因此,在激發(fā)光激發(fā)下,體系發(fā)射香豆素單元的藍熒光,從而實現(xiàn)了對H2S的比率熒光檢測。由于“H2S與生物硫醇大的pKa差值所導(dǎo)致的強親核性”以及“生物硫醇與電正性熒光探針的靜電排斥作用”,該探針對H2S的檢測能避免生物硫醇的干擾。
　　(4)開發(fā)了一個“羧酸功能化的香豆素-花色素”近紅外熒光染料5-2,利用其分子結(jié)構(gòu)中啰環(huán)