近红外方酸菁染料的聚集调控用于蛋白质特异性检测的研究

作     者：贺卿原 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐勇前;裴玉新

授予年度：2015年

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：方酸菁染料 SQ-Biotin SQ-P 聚集调控 Avidin BSA 

摘      要：近年来随着生物学研究逐渐深入,对蛋白质进行特异性检测变得越来越重要。基于小分子设计的荧光探针由于其合成简便和高敏感性而被广泛用于检测蛋白质。本文设计合成了两个可以特异性检测蛋白质的小分子探针(SQ-Biotin和SQ-P)。这两个探针分别是在近红外区域来特异性的检测蛋白质亲和素(avidin)和牛血清白蛋白(BSA)。探针SQ-Biotin是由疏水性的方酸菁荧光团(SQ)和特异性的蛋白质配体(Biotin)组成。SQ-Biotin检测蛋白质(avidin)的荧光变化的机理是:SQ-Biotin在水溶液中的自聚导致其荧光强度微弱,当其与亲和素avidin结合后,由于avidin与其特异性配体生物素Biotin的亲和作用导致SQ-Biotin由聚集体变成单体,最终使得SQ-Biotin的荧光增强。实验表明:在发射波长为664 nm处,SQ-Biotin相对荧光强度(I/I0)与avidin浓度呈线性关系(浓度范围是0.76-1.46μM),检测限为70 nM;原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(FESEM)证实了SQ-Biotin在结合avidin前后会发生自聚/解聚的变化;在SQ-Biotin检测的9种不同的蛋白质的实验中,其对(链酶)亲和素表现出明显的特异性。本论文设计合成的探针SQ-P是由方酸菁荧光团(SQ)和芘(Py)相连而组成。SQ-P检测蛋白质BSA的机理与SQ-Biotin检测avidin相似,也是通过染料的聚集体变化来检测蛋白质。实验表明:在发射波长为673 nm处,SQ-P相对荧光强度(I/I0)与BSA浓度呈线性关系(浓度范围是0-20μM),检测限为138 nM;同样原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(FESEM)证实了SQ-P在结合BSA前后会发生自聚/解聚的变化;在SQ-P检测的7种不同的蛋白质实验中,对SQ-P对BSA表现出明显的特异性;SQ-P主要结合在BSA的作用位点Ⅱ上;更重要的是,本实验不但在体外用SQ-P检测BSA,而且在细胞中SQ-P能穿过细胞膜进入细胞并检测胞内的BSA。