近红外比率SO32-探针和双光子Pd探针的合成、光谱及其生物应用

摘要

近来，荧光成像已经成为一门很热门的技术，在生物系统中，常用来时空监测靶向目标物以及生物分子生理的过程。荧光成像已经在不同的领域，如生物学领域，临床诊断领域，药物领域等都有了广泛的应用。荧光探针由于它们具有高灵敏度和简便性的优势，已经成为了生物荧光成像必不可少的工具。迄今，大量用于检测各种各样分析物目标的探针，已经被开发得日渐成熟。但是，这些探针的吸收波长和发射波长大都在紫外-可见（UV/VIS）光区域范围内，由于生物分子在紫外/可见光区自发荧光比较高，这就使得它们在活体组织和动物目标物成像的应用有一定的局限性。与此相比，吸收峰和发射峰在近红外区域（650-900 nm）的近红外荧光探针和双光子（TPM）荧光探针却可以很好地解决这个问题。首先，近红外荧光探针有利于在体内生物成像，因为它对生物样品的最小光致破坏，深部组织的渗透，生物体内的生物分子背景荧光干扰最小等优点。而对于双光子激发荧光（TPEF）显微镜，荧光则是通过在空间上限于双光子激发触发，与常规的单光子荧光显微镜相比有以下几个优点，其中包括活体组织的三维成像时对生物样品损伤程度小，组织穿透能力强，并且背景荧光干扰小。然而，小分子近红外荧光传感器和双光子荧光探针的设计非常具有挑战性，因此，现在很多研究者积极开拓近红外和双光子荧光传感器的战略。
　　在第二章中，我们合成了一系列新型的近红外荧光染料，它们优于传统的7-羟基香豆素和罗丹明，其吸收和发射不仅在近红外区域，同时保持其羟基可调光学性质。这种独特的功能可以被应用在近红外荧光传感器活体动物的成像中。其中，含有羟基官能团的小分子近红外染料可以直接作为检测亚硫酸根离子的比率探针。
　　在第三章，我们在已经构建了的双光子荧光染料 GCTPOC基础上，设计了第一个双光子钯）探针，GCTPOC荧光染料和炔丙醚相连之后，通过和钯作用后，炔丙醚脱掉，从而实现对钯的检测。探针 GCTPOC-Pd和钯作用后，荧光能够增强100多倍，同时对钯具有高灵敏度和高选择性.另外，GCTPOC-Pd探针也是第一个应用到生物组织荧光成像的Pd探针。

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第1章 绪论

1.1近红外探针概述

1.2 Pd荧光探针的研究进展

1.3双光子荧光探针

1.4本论文的研究工作

第2章 新型小分子近红外系列染料、探针合成及光谱研究

2.1 引言

2.2 仪器和试剂

2.3 目标化合物及中间体的合成

2.4小分子近红外系列染料光谱性能的研究

2.5 结果与讨论

2.6探针光谱性能的探究

2.7小结

第3章 应用于活细胞和组织中的双光子钯离子探针

3.1 前言

3.2 设计思路

3.3 仪器与试剂

3.4 目标探针的合成与表征

3.5 探针光谱性能的探究

3.6 结果与讨论

3.7 小结

结论

参考文献

附录A攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 合成化合物一览表

附录C 部分化合物核磁和质谱图

致谢