幾類近紅外熒光探針的設(shè)計(jì)合成及其應(yīng)用.pdf

1、近紅外熒光檢測(cè)由于能避免生物體自發(fā)熒光干擾，降低對(duì)生物樣品的損傷，并能更深地穿透生物組織，成為生物檢測(cè)和生物成像的首選的檢測(cè)方法之一。而目前所研究的近紅外熒光探針中，大多局限于多甲基菁類化合物，而多甲基菁化合物光穩(wěn)定性存在缺陷，故開(kāi)發(fā)基于新型熒光團(tuán)的近紅外熒光探針具有重要的理論意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。氫離子是生物體內(nèi)廣泛存在的一種離子，在生命活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，小到細(xì)胞的生殖凋亡，離子運(yùn)輸，細(xì)胞內(nèi)吞，酶活性，大到各個(gè)組織，系統(tǒng)的運(yùn)作，如肌肉收

2、縮，神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào)傳遞，起著至關(guān)重要的作用，并且不正常的pH值與一些常見(jiàn)疾病，如癌癥，阿爾茲海默癥等息息相關(guān)；一氧化氮是生物體內(nèi)必不可少的一種瞬態(tài)自由基物質(zhì)，作為信使分子，它在心血管系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的一系列生理學(xué)和病理學(xué)過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)與媒介作用。不正常的一氧化氮產(chǎn)生與癌癥，神經(jīng)退行性損傷，發(fā)炎等疾病有著密切聯(lián)系。因此，用近紅外熒光探針檢測(cè)生物體系中的pH值，一氧化氮的濃度在生物化學(xué)及臨床診斷學(xué)中具有重要意義。
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3、研究主要內(nèi)容包括：⑴N-芳基取代的苯并噁嗪化合物（探針1a-1b）被合成并研究其pH響應(yīng)的吸收和發(fā)射性能。其中，亞胺上氮原子被吸電子芳基取代的苯并噁嗪化合物（探針1b）顯示了其可用于近紅外pH熒光探針的潛力，在此基礎(chǔ)上，N-烷基吡啶鹽取代的苯并噁嗪類水溶性近紅外pH探針3a-3c被設(shè)計(jì)合成，在含0.1％ DMSO的緩沖溶液中，它們展現(xiàn)出可逆的pH響應(yīng)，增強(qiáng)倍數(shù)在8.2-40.1倍之間，pKa分別為2.7，5.8，7.1；將它們混合配制成

4、復(fù)合探針，在pH=1.9-8.0之間，該探針的熒光強(qiáng)度與pH值成線性關(guān)系，該探針還能用于細(xì)胞質(zhì)pH實(shí)時(shí)檢測(cè)。⑵母體環(huán)上被腈基或羥基取代的苯并噁嗪類化合物（探針6a-6b）被設(shè)計(jì)合成，其中，化合物6a在含1%DMSO的緩沖溶液中具備OFF-ON型的熒光變化，并成功將pKa值調(diào)節(jié)至5.0。激發(fā)波長(zhǎng)為600 nm時(shí)，探針的整體發(fā)射處于625-850 nm。HeLa細(xì)胞的成像實(shí)驗(yàn)表明其中一個(gè)探針（探針6a）可對(duì)溶酶體進(jìn)行特異性標(biāo)記，并且同時(shí)具備

5、了近紅外激發(fā)（633 nm）與近紅外發(fā)射（650-790 nm）的性質(zhì)。⑶基于光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機(jī)理，兩個(gè)萘羅丹明類近紅外pH探針（探針7a-7b）被設(shè)計(jì)合成。它們都在pH=2.0-5.0之間展現(xiàn)出OFF-ON型的pH響應(yīng)熒光變化，pKa值分別為3.28，3.25，增強(qiáng)倍數(shù)分別可達(dá)272，114倍。兩個(gè)探針又被進(jìn)一步應(yīng)用于小鼠的消化道成像，探針7b由于同時(shí)具備近紅外激發(fā)（663 nm）與發(fā)射（700-870 nm）性能，體內(nèi)成像效果明顯優(yōu)于

6、探針7a。該體系表明萘羅丹明是設(shè)計(jì)基于光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機(jī)理類探針的新型近紅外發(fā)色團(tuán)。⑷兩個(gè)含鄰苯二胺基團(tuán)的萘羅丹明類衍生物（探針10a-10b）被設(shè)計(jì)合成，并研究了它們作為近紅外熒光探針檢測(cè)一氧化氮的吸收發(fā)射性能。一氧化氮存在時(shí)，其中一個(gè)探針（探針10a）在681 nm處熒光增強(qiáng)3倍，而另一個(gè)分子探針（探針10b）表現(xiàn)出OFF-ON的熒光變化，熒光強(qiáng)度在最大發(fā)射750 nm處增強(qiáng)35倍。同時(shí)，探針在常見(jiàn)離子，氨基酸，活性氧和氮存在下，對(duì)一