检测生物硫醇的反应型荧光探针的合成及性能研究

作     者：曹晓瑞 

作者单位：西北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：白银娟

授予年度：2020年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 10[医学] 

主      题：反应型荧光探针 生物硫醇 光谱性能 生物应用 

摘      要：生物硫醇在促进有机体新陈代谢中发挥着重要作用,它们的含量异常与诸多疾病密切相关,及时发现它们的异常可以预防诸多疾病。目前诸多的方法被用于检测生物硫醇,其中,荧光分析法因样品需求少,便于操作,成本低而被广泛使用。因此设计并合成出专一性好,组织穿透力强的硫醇类荧光探针十分重要。生物硫醇可以发生许多亲核反应,并且黄酮类衍生物和吡唑啉衍生物也都具有较高的生物活性和光学性能。因此本文基于生物硫醇的亲核反应设计并合成了5种用于检测Cys的黄酮类衍生物荧光探针(HFL1-HFL5)和4种用于检测GSH的吡唑啉类衍生物荧光探针(HPY1-HPY4),通过HRMS、IR、H NMR、C NMR对探针化合物结构进行表征并对其光谱性能进行了研究和理论计算,同时通过红外,核磁,质谱法等诸多方法进一步验证了其识别机理,并且探究了探针的细胞的毒性并用于细胞成像,取得了阶段性成果。研究内容如下:1.以黄酮类衍生物作为母体,丙烯酸酯键作为靶向位点,设计合成出5种(HFL1-HFL5)用于高效检测Cys的荧光探针。通过光谱性能的研究证实这5种探针都对Cys具有很好的选择性,光学现象经理论计算也得到了合理的解释,其识别机理通过红外,核磁,质谱等方法进一步得到了很好的证实。在纯PBS(p H 7.4)体系中探针HFL1对Cys仍具有较强荧光响应,而同类型其它探针在纯PBS(p H 7.4)中都无荧光响应。在PBS(10 m M,p H 7.4,50%Et OH)体系中,探针HFL4和HFL5相比较于探针HFL2和HFL3则具有更好的荧光性能,HFL5则表现出对Cys很好的专一性。生物实验表明此类探针毒性较小,可用于活细胞中。2.以吡唑啉为母体,丙烯酸酯为靶向基团,设计合成出4种(HPY1-HPY4)可用于高效检测GSH的荧光探针。光谱性能实验表明该类探针对GSH具有很好的专一性,探针本身在PBS(10 m M,p H 7.4,20%DMSO)的体系中无荧光,当加入GSH后,产生蓝色强荧光,同时对其识别机理做了核磁滴定实验,质谱分析和理论计算。生物实验表明此类探针毒性较小,可用于活细胞中。