用于細(xì)胞內(nèi)自由基區(qū)域定位識(shí)別的新型熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用.pdf

1、細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。大量微量或痕量活性物種(小分子和離子)，如各種活性氧(主要包括超氧陰離子自由基 O2-·、過(guò)氧化氫 H2O2、羥基自由基?OH、脂質(zhì)氫過(guò)氧化物ROOH、脂自由基 ROO·、過(guò)氧化亞硝酰 ONOO-、一氧化氮 NO等)，各種金屬離子(如鐵離子 Fe2+或 Fe3+、鋅離子 Zn2+、銅離子Cu2+等)，這些細(xì)胞內(nèi)的活性物種通過(guò)各種生化反應(yīng)參與調(diào)控細(xì)胞的凋亡、變異與分化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等生理功能與現(xiàn)象。適量

2、的這些活性物種是生物體所必須的物質(zhì)，但在某些環(huán)境(如氧化脅迫)下他們過(guò)量又會(huì)給生物體帶來(lái)?yè)p傷。由于細(xì)胞內(nèi)不同細(xì)胞器的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能不同，在同一細(xì)胞內(nèi)不同的細(xì)胞器中生物活性物種存在的種類與濃度也不盡相同。比如線粒體是O2-·等活性氧(ROS)產(chǎn)生的主要部位，細(xì)胞質(zhì)和質(zhì)膜是Fe2+或 Fe3+的高發(fā)性部位，而酸性細(xì)胞器如溶酶體的H+濃度較高，神經(jīng)細(xì)胞突出的囊泡中存在較高濃度的Zn2+。如果對(duì)不同細(xì)胞器內(nèi)所存在的功能性活性物種能夠及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)

3、行區(qū)域定位檢測(cè)，那么既可以更加詳盡地了解活性物種的產(chǎn)生和作用機(jī)制等生物學(xué)功能，又可以進(jìn)一步在亞細(xì)胞水平探討不同細(xì)胞器的功能，從而能夠?qū)@些活性物種的產(chǎn)生、存在、作用機(jī)制的研究更加精細(xì)和深刻。目前常用的分析檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)活性物種的方法有電子自旋共振法(ESR)、化學(xué)發(fā)光法、熒光法、色譜法等，其中熒光法由于靈敏度高，選擇性好，而且操作簡(jiǎn)便，常用于活性物種的測(cè)定。而熒光法結(jié)合激光掃描共聚焦顯微技術(shù)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞和組織內(nèi) ROS等功能性活性

4、物種“實(shí)時(shí)、可視、定量”的高靈敏度檢測(cè)，不僅可作原位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，具有實(shí)驗(yàn)過(guò)程快速，樣品處理簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)全面等優(yōu)點(diǎn)，還能顯示單個(gè)細(xì)胞以及細(xì)胞器內(nèi)的熒光強(qiáng)度變化，將檢測(cè)提高到單細(xì)胞水平和亞細(xì)胞水平。由此可見(jiàn)，發(fā)展選擇性好、靈敏度高的分子熒光探針，對(duì)動(dòng)植物活體細(xì)胞某一區(qū)域內(nèi)的活性物種動(dòng)態(tài)、原位可視化成像分析是當(dāng)前生命科學(xué)研究的重要熱點(diǎn)和難點(diǎn)領(lǐng)域之一。
　　本文基于熒光探針與活性氧自由基或其它生物活性分子特異性作用后熒光光譜性質(zhì)的改變從而

5、實(shí)現(xiàn)對(duì)特定物質(zhì)的檢測(cè)，并將所設(shè)計(jì)探針通過(guò)用于生物活體細(xì)胞的共聚焦顯微成像顯示其對(duì)某一細(xì)胞區(qū)域的定位。主要開(kāi)展了以下兩方面研究工作：⑴設(shè)計(jì)合成了一種用于檢測(cè)超氧陰離子的新型近紅外定位熒光探針。該探針的結(jié)構(gòu)由兩部分組成:一部分是以帶羧基的Cy7作為熒光團(tuán)；另一部分是對(duì)超氧陰離子有特異性反應(yīng)的苯并噻唑啉作為響應(yīng)基團(tuán)。探針的合成路線簡(jiǎn)單、快捷，并且通過(guò)1HNMR和13CNMR對(duì)探針的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，研究了其相關(guān)光譜性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，該探針能夠在短