新型乏氧熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及其應(yīng)用.pdf

1、生物體內(nèi)存在各種各樣的活性物種,而這些物質(zhì)表現(xiàn)出各自相應(yīng)的生理功能.細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位,在新陳代謝過(guò)程中需要多種物質(zhì)的參與,其中,分子氧是一種關(guān)鍵性的活性物種,是需氧細(xì)胞、動(dòng)植物有氧呼吸所必需的物質(zhì),生物體內(nèi)的氧含量低于或者高于正常范圍,都會(huì)影響細(xì)胞的正常功能,引發(fā)一系列的相關(guān)疾病.因此,對(duì)于氧的定性、定量分析具有重要的理論意義和實(shí)際意義.這就需要選擇性好、靈敏度高的分析方法,熒光法以其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而倍受青睞,令人感興趣的是,熒

2、光探針進(jìn)入細(xì)胞,不會(huì)損傷細(xì)胞,與活細(xì)胞內(nèi)的溶解氧作用后生成強(qiáng)熒光物質(zhì),借助于激光共聚焦成像技術(shù),就能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)分子氧的“實(shí)時(shí)在線可視化”檢測(cè),從而對(duì)生物體內(nèi)分子氧的檢測(cè)成為可能.乏氧是臨床多種疾病共有的病理過(guò)程,腫瘤內(nèi)乏氧的研究,它不僅能為腫瘤乏氧的基礎(chǔ)研究創(chuàng)造條件,而且為臨床判斷腫瘤預(yù)后和采用干預(yù)措施提供依據(jù),特別是在化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域的應(yīng)用.因此,開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的乏氧指示劑,其重要意義是不言而喻的.
　　現(xiàn)有的方法總是

3、存在著這樣那樣的不足.其中,用于檢測(cè)氧的磷光、熒光方法,其機(jī)理是:分子氧與氧指示劑碰撞而使磷光、熒光猝滅,通過(guò)光強(qiáng)度的變化來(lái)定量表示氧的變化.雖然磷光具有壽命長(zhǎng)、Stokes位移大等諸多優(yōu)點(diǎn),但是反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生活性很高的單線態(tài)氧.而有些基于氧化還原機(jī)理的熒光探針會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化氫(H2O2)、羥基自由基(?OH)等活性氧(ROS),活性氧會(huì)氧化氨基酸、蛋白質(zhì)、DNA等生物分子,改變其結(jié)構(gòu)和功能,影響細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo),對(duì)細(xì)胞有毒害作用,甚至?xí)?/p>

4、殺死細(xì)胞.因此,設(shè)計(jì)合成沒(méi)有單線態(tài)氧等活性氧產(chǎn)生,并且能夠應(yīng)用到細(xì)胞和組織的探針,有望會(huì)為現(xiàn)代生物學(xué)、生理學(xué)和醫(yī)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究提供有力的工具.
　　第一章綜述了氧和乏氧的研究意義及檢測(cè)方法.第二章以2-(2-硝基咪唑)乙胺作為特異性響應(yīng)基團(tuán),花菁為母體設(shè)計(jì),合成了一種近紅外乏氧熒光探針 Cy-NO2,利用硝基對(duì)花菁熒光的強(qiáng)淬滅作用,使得探針 Cy-NO2的熒光很弱,而硝基被還原成氨基后,花菁的熒光恢復(fù),以此成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)乏氧的成

5、像檢測(cè).乏氧條件下,化學(xué)體系中硝基與鋅粉和甲酰肼反應(yīng),硝基被還原成氨基.甲酰肼的濃度范圍是0-10.3μM,線性方程為F=49.77634+157.60492[Formylhydrazine](μM),線性相關(guān)系數(shù)為0.9973,檢測(cè)限為10.81nM;細(xì)胞中,硝基還原酶和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸將硝基還原成氨基.此外,生物體內(nèi)常見(jiàn)的還原性物質(zhì):抗壞血酸、谷胱甘肽、L-半胱氨酸不干擾.細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明,該探針毒性低、生物兼容性、水溶性好,能夠用