基于喹啉為母體的雙光子熒光化學(xué)探針的研究及其在細(xì)胞中的應(yīng)用.pdf

1、熒光化學(xué)探針是檢測(cè)生物體內(nèi)金屬離子濃度以及小分子的重要工具，其高選擇性、高靈敏度、合成簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜以及很好的生物應(yīng)用的性質(zhì)，使其逐步成為主要檢測(cè)工具。通過熒光化學(xué)探針與生物體內(nèi)的活性物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，可以幫助我們更好地從微觀角度去了解生命活動(dòng)。近些年來，熒光檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要在于臨床診斷，生物成像，環(huán)境保護(hù)等方面。然而，目前熒光化學(xué)探針大部分為單光子熒光化學(xué)探針，單光子熒光化學(xué)探針不僅易使生物本體產(chǎn)生自發(fā)熒光干擾，而且短的激發(fā)波

2、長(zhǎng)還會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生光致毒和光漂白。與傳統(tǒng)的單光子熒光化學(xué)探針相比，雙光子熒光探針作為一個(gè)科學(xué)家感興趣的研究課題，開始逐步替代單光子熒光探針。雙光子熒光化學(xué)探針具有滲透到更深的組織能力和提供更高的空間分辨率以及局域激發(fā)在近紅外光譜區(qū)（700-1000nm），長(zhǎng)波激發(fā)可以降低光漂白以及減少對(duì)生物樣品的光損傷，從而得到高對(duì)比度的三維(3D)圖像。特別是，雙光子共聚焦成像在細(xì)胞中能延長(zhǎng)活細(xì)胞和組織的觀察時(shí)間的特有優(yōu)點(diǎn)，這使得生物科學(xué)家們更好地觀察

3、和研究活細(xì)胞和組織中的生命過程。在眾多的熒光報(bào)告基團(tuán)中，喹啉衍生物由于其良好的光譜特性、水溶性、易于修飾以及低毒性的特點(diǎn)，越來越多地應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)中。
　　本文利用Sonogashira偶聯(lián)等有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，以喹啉為母體，成功地制備了一系列能夠選擇性識(shí)別Cd2+和Cys/Hcy的雙光子熒光化學(xué)探針，并通過核磁共振譜以及質(zhì)譜等手段對(duì)目標(biāo)探針分子進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。
　　一.本論文設(shè)計(jì)并合成了一例基于喹啉為母體，并在細(xì)胞溶酶體中定位的

4、新型雙光子熒光探針Lyso-QS1。當(dāng)探針分子與Cd2+絡(luò)合后，基于ICT，熒光譜圖紅移了60nm;基于PET機(jī)理，熒光逐漸增強(qiáng)。由于其對(duì)細(xì)胞毒性低，在雙光子共聚焦成像，發(fā)現(xiàn)探針很容易地在活細(xì)胞的溶酶體中長(zhǎng)時(shí)間觀察Cd2+在細(xì)胞溶酶體中的成像，這也是我們第一個(gè)報(bào)道發(fā)現(xiàn)的。探針Lyso-QS1與Lysotracker Green商用品在7402細(xì)胞中進(jìn)行了對(duì)比研究，研究表明了二者均在溶酶體定位，重疊率能達(dá)到90％以上。
　　二.設(shè)計(jì)

5、合成了一種新型比率計(jì)雙光子熒光探針MQ高選擇地來檢測(cè)Cys/Hcy，基于ICT和PET機(jī)理可以作為Cys和Hcy的新型反應(yīng)型探針。熒光探針在加入Cys/Hcy時(shí)，在710nm擁有大雙光子吸收截面值為265GM，同時(shí)伴隨著發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生95nm的藍(lán)移。與之前報(bào)道的雙光子熒光探針檢測(cè)Cys/Hcy相比，MQ與Cys/Hcy反應(yīng)速度較快。反應(yīng)機(jī)理主要通過1H NMR，Maldi-TOF MS和理論計(jì)算(DFT)來分析。細(xì)胞毒性測(cè)試表明了MQ對(duì)細(xì)