铱配合物磷光探针检测细胞内活性物种研究

摘要

生物体内存在着各种内源性活性物质,它们在生命体的种类和浓度不尽相同,所起的生理活性功能也有差异。细胞环境改变伴随着内源性物质分布及时空变化,从而影响细胞活性,进而导致疾病发生。深入了解这些活性物种的产生、分布及含量的变化等调节细胞生理功能中的作用对生命体的生理和病理研究都有着极其重要的科学意义。利用小分子发光探针可视化监测各类活性物质已成为目前化学和生物学的热点研究领域之一。 目前发光探针的发光母体主要是有机染料和金属配合物,有机发光染料如荧光素,罗丹明,花菁等,虽然其结构及理化性质的研究已十分成熟,但普遍存在光热稳定性差的缺点。相比有机染料,配合物发光材料的光热稳定性得到了明显的提高。其中重金属磷光配合物大多具有较大的Stokes位移和较长的发射寿命,利用时间分辨技术,即可有效避免细胞内自发荧光的干扰取得更好的生物成像效果,因此发展金属配合物构建磷光化学传感器并应用于活细胞成像引起了人们极大的研究兴趣。 在常见的几种重金属配合物中,环金属铱配合物由于具有较长的发光寿命,较大的Stokes位移,较高的发光量子效率,还可通过调节配体的结构实现丰富的发光颜色,被认为是优秀的磷光材料,被广泛用于有机发光显示器、电化学发光池、生物发光标记物和磷光化学传感器的研究。 本论文基于环金属铱配合物优异的发光性质,主要进行了以下工作: 第一章本章对铱金属配合物探针的研究进展、硫化氢的生理功能及检测的研究进展进行了评述。 第二章设计合成了两种分别含双(2-吡啶甲基)胺(DPA)和含1,4,7,10-四氮环十二烷(Cyclen)的铱磷光配合物,与铜离子螯合后,分别构建铱配合物磷光探针Ir-DPA-Cu和Ir-Cn-Cu,用于硫化氢的检测。两探针最大磷光发射均位于590-600nm处,对硫化氢都有较灵敏响应,但Ir-DPA-Cu选择性不佳,对含巯基类的化合物如二硫苏糖醇(DTT)、谷胱甘肽(GSH)等都有响应,可用于测定体内巯基化合物总量。而探针Ir-Cn-Cu对硫化氢有专一性响应,检测范围为0-15μM,线性方程为F=736.61+281.76[H2S](μM),相关系数为0.9958。Ir-Cn-Cu对硫化氢选择性好,其他巯基化合物如谷胱甘肽、半胱氨酸等不干扰。共聚焦成像证实,探针在小鼠巨噬细胞(RAW264.7)内对硫化氢响应良好,具有良好的生物适用性。

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第一章 绪 论

第一节 铱配合物的结构性质及其在发光传感器领域的应用

第二节 硫化氢的生理功能及其检测研究进展

参考文献

第二章 硫化氢铱配合物磷光探针的设计合成及分析应用

1 引 言

2 实验部分

3 结果与讨论

4 结 论

参考文献

附 录Ⅰ 附图

附 录Ⅱ 作者在攻读硕士期间发表的论文及参加的课题

致谢