核酸检测与线粒体染色荧光染料的合成与应用

摘要

近年来，随着生物成像技术的不断发展，荧光染料越来越多地应用于细胞标记及成像、蛋白质分析、DNA测序、医学诊断、生物传感等研究领域，而菁染料由于具有优异的光谱性能，且易于合成和纯化，广泛受到了研究人员的关注。
　　核酸是遗传信息的携带者和基因表达的物质基础，它在生物的生长、发育、繁殖等正常生命活动中起着十分重要的作用。同时，核酸结构的变化与生命的异常情况密切相关，如遗产性疾病、肿瘤的发生、放射性损伤等。因此，深入研究核酸的结构与功能，以及核酸与各种有机、无机分子的作用模式和作用性质对于揭开生命的奥秘，了解生命的本质，治疗遗传疾病和肿瘤等等都具有重要意义。本文合成的MT-SYBR染料在水溶液中本体荧光极弱，但当其与DNA结合后能迅速的发出很强的荧光（荧光量子产量达0.509）。DNA滴定实验结果表明探针对DNA的检测灵敏度很高，检测限达0.47ng/ml，可实现DNA浓度范围为0～1800 ng/ml定量检测。MT-SYBR与饱和量的DNA结合后可在5s内荧光增强550倍。更重要的是，MT-SYBR具有很好的细胞膜通透性，能够清晰地染色活细胞内细胞核，具有很好的应用前景。
　　被视为生命“动力工厂”的线粒体参与了细胞内一系列重要的生命过程，比如调控细胞内钙离子浓度以及细胞凋亡过程等。线粒体对一系列的细胞损伤极其敏感，从老年痴呆到癌症等许多疾病患者体内均能观察到线粒体在数量、大小、结构等方面的变化。现阶段用于线粒体成像的荧光染料主要是基于菁染料和罗丹明类染料开发的，为了丰富此类染料的种类，本文合成了的线粒体染料DM-BAT。在体外测试中该染料几乎无荧光发射，pH和极性对其荧光发射均无影响，通过与商品化线粒体定位染料进行复染和膜电位影响实验验证了染料可以定位染色活细胞内线粒体并且受线粒体膜电位影响程度较小。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 绪论

1．2 荧光以及荧光染料

1．2．1 荧光的产生

1．2．2 常见荧光染料及其优缺点

1．3 菁染料的发展及其应用

1．4 核酸及其荧光检测用染料

1．4．1 核酸的基本结构

1．4．2 核酸与靶向分子结合模式及其研究方法

1．4．3 用于核酸检测的荧光染料

1．5 线粒体及其染色用荧光染料

1．5．1 线粒体的结构和功能

1．5．2 荧光染料对线粒体定位及成像机理

1．5．3 线粒体成像用荧光染料

1．6 课题来源及研究意义

2 一种可用于活细胞成像与定量检测的高效绿色核酸染料

2．1 绪论

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 MT-SYBR的合成

2．2．3 吸收和荧光光谱

2．2．4 圆二色谱

2．2．5 KI和NaCl滴定实验

2．2．6 光稳定性及热

2．2．7 固定细胞成像实验

2．2．8 活细胞成像实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 MT-SYBR结合DNA后光谱变化

2．3．2 MT-SYBR及SYBR Green I对DNA的线性检测范围以及检测限的测定

2．3．3 MT-SYBR与DNA结合模式的研究

2．3．4 MT-SYBR与SYBR Green I光稳定性及热稳定性测试对比

2．3．5 MT-SYBR对DNA的相应时间

2．3．6 MT-SYBR的选择性研究及其对黏度的响应实验

2．3．7 固定细胞成像实验

2．3．8 MT-SYBR在活细胞中成像应用

2．4 本章小结

3 一种不受膜电位干扰的线粒体定位染料的合成及其染色应用

3．1 绪论

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 DM-BAT的合成

3．2．3 DM-BAT的光谱测定

3．2．3 pH、黏度以及极性对DM-BAT荧光的影响

3．2．8 活细胞成像实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 DM-BAT的合成

3．2．2 DM-BAT的基本光谱

3．2．3 pH、黏度和极性对DM-BAT荧光的影响

3．2．4 DM-BAT在活细胞中的成像应用

3．2．5 膜电位对定位染色的影响

3．4 本章小结

结论

参考文献

附录A 1H-谱与13c-谱

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢