半胱氨酸和硫化氢近红外荧光探针的构建及其在抑郁症诊断中的应用

作     者：任茹 

作者单位：河北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨瑜涛

授予年度：2024年

学科分类：081704[工学-应用化学] 1002[医学-临床医学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 100205[医学-精神病与精神卫生学] 10[医学] 

主      题：荧光探针 半胱氨酸 硫化氢 抑郁症 

摘      要：抑郁症是一种精神类疾病,全球大约有3.5亿人患有抑郁症,更严重的是每年有大约100万人因为抑郁症而选择自杀。其发病机制非常复杂,最近研究发现,抑郁症的发生与氧化应激密切相关,半胱氨酸（Cys）和硫化氢（H2S）参与调节体内氧化还原平衡,有可能成为抑郁症检测的潜在生物标志物。因此,发展用于实时监测抑郁症脑部Cys和H2S水平变化的方法十分必要。荧光探针由于具有响应迅速、操作简单、实时成像等优点,可被用于生物标志物的检测,实现对疾病的诊断。因此,我们基于二氰基异佛尔酮设计合成了两种荧光探针,用于实时监测抑郁症大脑内Cys和H2S的水平变化,实现对抑郁症的诊断,具体研究内容如下: （1）以二氰基异佛尔酮衍生物为荧光团,硫代碳酸酯键作为Cys的识别位点,设计合成了四个潜在识别Cys的近红外荧光探针。利用紫外分光光度计和荧光光度计对探针的理化性质和光学性能进行了评价,结果表明探针DCI-Br-Cys具有大的斯托克斯位移（169 nm）,对Cys具有检出限低（LOD=29.6 nmol/L）、荧光增强倍数高（156倍）等特点,因此将DCI-Br-Cys作为目标探针开展后续实验。同时,在细胞和动物水平构建了抑郁症模型,利用探针DCI-Br-Cys发现Cys水平显著降低,为抑郁症的诊断提供参考。 （2）以二氰基异佛尔酮衍生物为荧光团,二硫键为识别位点,设计合成了六个潜在识别H2S的近红外荧光探针。通过对其理化性质和光学性能测试分析,筛选出DCI-PY-H2S为最佳荧光探针。实验结果表明该探针的斯托克斯位移较大（184 nm）,对H2S最低检出限为72.9 nmol/L,并且能够与H2S快速响应（150 s）。此外,通过对探针毒性的测试,发现探针具有良好的生物相容性,利用该探针在细胞和动物水平对抑郁症模型中的H2S水平进行了实时监测。