基于比率型分子探针的活性硫、氧、碳物种分析

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摘 要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 分子荧光探针概论

1.2.1 分子荧光探针构造与设计理论

1.2.2 荧光分子探针发光机理

1.3 检测次氯酸反应的荧光探针

1.3.1 基于碳碳双键氧化的荧光探针

1.3.2 基于碳氮双键氧化反应原理

1.3.3 基于氧化酰胺键氧化的荧光探针

1.3.4 基于氧化烷基硫为亚硫酰基的荧光探针

1.4 检测二氧化硫（HSO3-）的荧光探针

1.4.1 基于HSO3-与醛基的亲核反应的荧光探针

1.4.2 基于HSO3-与碳碳双键加成反应的荧光探针

1.5 检测甲醛（formaldehyde）的荧光探针

1.5.1 甲醛与肼基反应的荧光探针

1.5.2 以氮杂-柯普重排为反应原理检测甲醛的荧光探针

1.6 论文的设计核心思想

第二章 对SO2/HClO 双响应比率型荧光探针的设计合成及其在生物体中的应用

2.1 引入

2.2 实验部分

2.2.1 仪器设备和实验药品

2.2.2 探针的合成过程

2.2.3 合成二氧化硫给予体（SO2 donor）BTSA

2.2.4 活性氧，活性硫及其他干扰离子的配制

2.2.5 荧光分析

2.2.6 理论计算

2.2.7 荧光量子产率的计算

2.2.8 待测物检测限的计算

2.2.9 细胞毒性实验

2.2.10 细胞的培养环境与激光共聚焦成像

2.2.11斑马鱼内的共聚焦成像

2.2.12 在Hela细胞内探究SO2/HClO的串扰实验

2.3 结果与讨论

2.3.1 探针（MPIBA）的设计思路

2.3.2 探针对二氧化硫和次氯酸的光学响应

2.3.3 验证实验机理的能量计算

2.3.4 探针与待测物HSO3-/HClO响应的条件优化（温度，pH, 时间）

2.3.5探针选择性实验探究

2.3.6 探针的光稳定性，穿透性和细胞毒性

2.3.7 探针用来检测细胞内源性的二氧化硫

2.3.8 探针用来检测细胞内源性的次氯酸

2.3.9 斑马鱼体内用于检测内源性二氧化硫和次氯酸

2.3.10 二氧化硫及次氯酸对细胞凋亡的串扰响应

2.4 结论

第三章 高灵敏比率型荧光探针用来检测细胞内甲醛并探究甲醛引诱的间接氧化损伤

3.1 引入

3.2 实验部分

3.2.1 实验药品设备

3.2.2 探针的合成过程及表征

3.2.3 光学实验探究

3.2.4 细胞培养及成像

3.2.5 流式细胞分析

3.2.6 斑马鱼体内的共聚焦成像

3.2.7 鼠组织的共聚焦成像

3.2.8 细胞毒性实验

3.2.9 荧光量子产率计算

3.2.10 检测限的计算

3.2.11 理论计算

3.3 结果与讨论

3.3.1 设计策略

3.3.2 探针PIPBA与甲醛反应的光学分析

3.3.3 选择性实验的探究

3.3.4 细胞内甲醛的共聚焦成像

3.3.5 探究甲醛的间接氧化机理

3.3.6 斑马鱼内甲醛成像

3.3.7 小鼠体内探讨甲醛的生物活性

3.4 结论

第四章 双光子比率型荧光探针用来协同检测细胞及活体线粒体内SO2/HClO

4.1 引入

4.2 实验部分

4.2.1 实验药品及设备

4.2.2探针DNB的合成路线

4.2.3探针的合成路线

4.2.4 试验中所用到活性氧，活性硫和活性氮的配制

4.2.5 紫外和荧光光谱的分析

4.2.6 荧光量子产率的计算

4.2.7 探针对HClO和SO2检测限的计算

4.2.8 探针双光子吸收截面的计算

4.2.9 细胞的培养和成像

4.2.10 斑马鱼体内共聚焦成像

4.3 结果与讨论

4.3.1 探针的设计策略

4.3.2探针DND对SO2/HClO的光谱响应探究

4.3.3 响应时间及其pH探究

4.3.4 选择性试验探究

4.3.5 线粒体共定位实验

4.3.6 细胞内源性SO2的检测和定量研究

4.3.7 细胞内源性HClO的检测和定量研究

4.3.8协同检测活体内SO2/HClO的串扰过程

4.4 结论

第五章 总结与展望

5.1 论文总结

5.2展望

附录

参考文献

研究生期间发表的研究成果

致谢