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几种检测磷酸根离子的反应型荧光探针设计、合成及生物成像应用研究

几种检测磷酸根离子的反应型荧光探针设计、合成及生物成像应用研...

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作者：王欢云南师范大学

学位级别：硕士

在生命体系中,生理活性物种通常具有低浓度、高反应活性及寿命短等特点。因而,要在生命体系内确定某种生理活性物种的分布情况依然面临着巨大的挑战。近年来,荧光探针检测技术逐渐成为研究的热点,源于其特殊的优越性。与众多生物检测技... 详细信息

在生命体系中,生理活性物种通常具有低浓度、高反应活性及寿命短等特点。因而,要在生命体系内确定某种生理活性物种的分布情况依然面临着巨大的挑战。近年来,荧光探针检测技术逐渐成为研究的热点,源于其特殊的优越性。与众多生物检测技术手段相比,荧光探针技术具有灵敏度高、响应时间短以及非侵入性检测等优点。作为荧光探针的一种,反应型荧光探针具有专一识别、高选择性响应的特点,逐渐成为荧光探针研究领域的新宠。本论文选取具有重要生命意义的磷酸根离子进行研究。磷酸根是一个重要的核苷酸新陈代谢的产物,在生物系统中的能量转换和储存中扮演着至关重要的角色。我们设计和合成了几种检测磷酸根离子的反应型荧光探针,并对它们的光物理性质和生物学应用进行了测试研究。研究发现这几种荧光探针对磷酸根离子具有优异的选择性和良好的光谱信号响应变化,部分荧光探针还被成功应用于生物荧光成像检测磷酸根离子的研究中。本文分别以1,8-萘啶氟硼配合物、香豆素衍生物和菁染料化合物为荧光团,设计和合成了高选择性检测磷酸根离子的反应型荧光探针分子1、2、SN1、SN2和SN3:1、以氮氧螯合1,8-萘啶氟硼配合物为荧光团,甲氧基草酰氯为接受基团,开发了两种新颖的荧光探针1和2。我们观察到在探针1和2的DMSO–HEPES缓冲液(0.02 M,pH 7.4)(V/V=8:2)中加入磷酸根离子(Pi)后,探针1和2的溶液颜色由无色变为黄色,同时伴随着荧光发射信号的猝灭。探针1和2被成功应用于HeLa细胞的荧光成像研究,通过荧光强度的变化可检测细胞中外源性Pi的含量。2、分别以4-甲基-7氨基香豆素和4-甲基-7-乙氨基香豆素为荧光团,甲氧基草酰氯为接受基团设计合成了荧光探针SN1和SN2。探针SN1和SN2实现了在焦磷酸根(PPi)和三磷酸腺苷(ATP)等众多干扰离子干扰下对Pi的off-on的专一识别。我们通过核磁滴定和质谱检测研究确定了它们的作用机理,并成功将探针SN1应用于细胞和秀丽线虫体内外源性和内源性Pi的检测。3、以菁染料IR-780为荧光团,甲氧基草酰氯为接受基团设计和合成了探针SN3。探针SN3对Pi表现出比色变化和荧光增强响应变化。在含水溶液体系中加入磷酸根离子时,溶液颜色从绿色变为黄色。我们成功将探针SN3应用于检测CHO细胞中的Pi。

关键词： 1,8-萘啶氟硼配合物香豆素菁染料磷酸根离子反应型荧光探针

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