新型乏氧熒光探針的設計、合成及其應用.pdf

1、生物體內存在各種各樣的活性物種,而這些物質表現出各自相應的生理功能.細胞是生命活動的基本單位,在新陳代謝過程中需要多種物質的參與,其中,分子氧是一種關鍵性的活性物種,是需氧細胞、動植物有氧呼吸所必需的物質,生物體內的氧含量低于或者高于正常范圍,都會影響細胞的正常功能,引發(fā)一系列的相關疾病.因此,對于氧的定性、定量分析具有重要的理論意義和實際意義.這就需要選擇性好、靈敏度高的分析方法,熒光法以其自身的獨特優(yōu)勢而倍受青睞,令人感興趣的是,熒

2、光探針進入細胞,不會損傷細胞,與活細胞內的溶解氧作用后生成強熒光物質,借助于激光共聚焦成像技術,就能實現細胞內分子氧的“實時在線可視化”檢測,從而對生物體內分子氧的檢測成為可能.乏氧是臨床多種疾病共有的病理過程,腫瘤內乏氧的研究,它不僅能為腫瘤乏氧的基礎研究創(chuàng)造條件,而且為臨床判斷腫瘤預后和采用干預措施提供依據,特別是在化學、生物學、醫(yī)學研究等領域的應用.因此,開發(fā)性能優(yōu)良的乏氧指示劑,其重要意義是不言而喻的.
　　現有的方法總是

3、存在著這樣那樣的不足.其中,用于檢測氧的磷光、熒光方法,其機理是:分子氧與氧指示劑碰撞而使磷光、熒光猝滅,通過光強度的變化來定量表示氧的變化.雖然磷光具有壽命長、Stokes位移大等諸多優(yōu)點,但是反應過程中會產生活性很高的單線態(tài)氧.而有些基于氧化還原機理的熒光探針會產生過氧化氫(H2O2)、羥基自由基(?OH)等活性氧(ROS),活性氧會氧化氨基酸、蛋白質、DNA等生物分子,改變其結構和功能,影響細胞信號的傳導,對細胞有毒害作用,甚至會

4、殺死細胞.因此,設計合成沒有單線態(tài)氧等活性氧產生,并且能夠應用到細胞和組織的探針,有望會為現代生物學、生理學和醫(yī)學等相關領域的研究提供有力的工具.
　　第一章綜述了氧和乏氧的研究意義及檢測方法.第二章以2-(2-硝基咪唑)乙胺作為特異性響應基團,花菁為母體設計,合成了一種近紅外乏氧熒光探針 Cy-NO2,利用硝基對花菁熒光的強淬滅作用,使得探針 Cy-NO2的熒光很弱,而硝基被還原成氨基后,花菁的熒光恢復,以此成功實現了對乏氧的成

5、像檢測.乏氧條件下,化學體系中硝基與鋅粉和甲酰肼反應,硝基被還原成氨基.甲酰肼的濃度范圍是0-10.3μM,線性方程為F=49.77634+157.60492[Formylhydrazine](μM),線性相關系數為0.9973,檢測限為10.81nM;細胞中,硝基還原酶和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸將硝基還原成氨基.此外,生物體內常見的還原性物質:抗壞血酸、谷胱甘肽、L-半胱氨酸不干擾.細胞實驗表明,該探針毒性低、生物兼容性、水溶性好,能夠用