細胞內(nèi)自由基檢測的新型熒光探針的設(shè)計合成及應(yīng)用.pdf

1、在生命有機體的新陳代謝活動中,各種活性物質(zhì)如活性氧、活性氮、活性氯分子以及各種小分子代謝物等參與能量傳遞和信號轉(zhuǎn)導(dǎo),對細胞的生理病理過程起著重要調(diào)節(jié)作用.有機體通過調(diào)節(jié)硫醇類物質(zhì)和活性氧自由基的含量,維持內(nèi)部氧化還原狀態(tài)的相對穩(wěn)定,避免氧化損傷、氧化應(yīng)激和還原應(yīng)激的發(fā)生.因此,對細胞內(nèi)各種氧化性物質(zhì)(如活性氧)所介導(dǎo)的氧化還原循環(huán)的研究具有重要的生物學意義.
　　次氯酸(HOCl)是生物體內(nèi)一種重要的活性分子.通常在髓過氧化物酶(

2、MPO)的催化作用下，H2O2與Cl-發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生HOCl.HOCl被認為是一種具有自然抗菌能力的親核性非自由基氧化劑,對細胞的生理功能有著重要影響.雖然基于熒光探針的熒光分析法已經(jīng)用于細胞內(nèi)HOCl的檢測研究,但是目前尚無可以對HOCl進行可逆響應(yīng)的熒光探針,由此從一定程度上限制了對HOCl參與的細胞內(nèi)氧化還原循環(huán)的深入研究。
　　過氧亞硝基陰離子(ONOO-)是生物有機體內(nèi)一種極其重要的活性氧自由基.細胞內(nèi)ONOO-是由O2

3、-·和NO反應(yīng)產(chǎn)生.ONOO-是一把雙刃劍,它對有機體生物功能的影響既有有益的一面,也有不利的一面.利用熒光探針對ONOO-進行檢測和識別已取得了較大進展.現(xiàn)已報道的對ONOO-有選擇性響應(yīng)的熒光探針中,能夠?qū)崿F(xiàn)專一可逆應(yīng)答的還很少.所以設(shè)計一種對ONOO-具有專一可逆熒光響應(yīng)的有機小分子熒光探針,對于研究細胞內(nèi)ONOO-的生成、代謝及其相關(guān)的生理、病理機制具有重要意義.
　　本論文基于可逆小分子熒光探針的設(shè)計合成及其細胞成像分析

4、,開展了以下兩部分研究:
　　(一)用于可逆檢測 HOCl的新型熒光探針的設(shè)計合成及細胞成像研究
　　氟硼二吡咯(BODIPY)是一種常見的熒光染料,在熒光探針研究中一般被作為探針母體,通過偶聯(lián)識別基團構(gòu)建探針.實驗中我們發(fā)現(xiàn)其分子結(jié)構(gòu)中的C=N雙鍵可被Na2S2O4還原生成C-N單鍵,得到氫化產(chǎn)物.這種氫化產(chǎn)物能夠選擇性地被HOCl氧化,伴隨熒光恢復(fù),而此過程可以反復(fù)進行.在模擬生理條件下,我們以Br-BODIPY母體為熒

5、光探針,實現(xiàn)了對Na2S2O4和HOCl的可逆熒光應(yīng)答.探針選擇性和光穩(wěn)定性均令人滿意.以小鼠巨噬細胞(Raw264.7)和HL-60細胞為生物模型,利用探針對HOCl的選擇性可逆響應(yīng),實現(xiàn)了細胞內(nèi)多個氧化還原循環(huán)的熒光成像.
　　(二)用于檢測ONOO-的新型近紅外熒光探針的設(shè)計合成及細胞成像研究
　　以近紅外熒光染料Cy.7.Cl為母體,利用和硒同族的硫(S)的抗氧化性設(shè)計合成了一種新型近紅外可逆有機小分子熒光探針.該探