合成新型荧光探针用于活细胞内硒半胱氨酸的检测及成像分析

摘要

细胞的氧化还原平衡对维持细胞正常生理功能有着重要的意义,生物体内的还原性物质对这一过程起着关键性的作用。这些还原性物质参与许多生理过程,研究表明生物体还原性物质含量的变化与生物体的疾病有着重要的联系。还原性物质有着重要的生理意义,它们对基体有着抗氧化防御、解毒、提高机体免疫力、抗癌等生理功能。硒半胱氨酸是一种重要的还原剂,主要的生理功能有:参与构成谷胱甘肽过氧化物酶;增强机体免疫力;保护心血管功能;促进生长、保护视觉器官及抗肿瘤;解毒作用。目前检测硒半胱氨酸的方法较少,包括质谱法、气液相色谱法、荧光法等,由于检测选择性差、反应条件不温和等使得对硒半胱氨酸的研究远远不如其他还原性物质。硒半胱氨酸在细胞内的生理作用、参与的信号转导途径、与疾病的关系仍然不是很清楚,因此发展适合生物体系内硒半胱氨酸检测的方法具有重要的意义。 荧光法因为具有简单、便于操作、高选择性和灵敏度等优点成为生物成像最主要的工具。本文基于硒半胱氨酸能特异性的打断苯并碲二唑分子中的Te-N键,导致分子中Te重原子效应消失,溶液荧光增强的原理,设计了两个能特异性检测硒半胱氨酸的有机碲荧光探针。本文主要开展了以下两方面的研究工作: (一)以4-甲基邻苯二胺为原料,与四氯化碲反应生成的4-甲基苯并碲二唑,作为探针特异性的识别硒半胱氨酸,对硒半胱氨酸进行特异性的检测。没有硒半胱氨酸存在时,苯并碲二唑结构不会被破坏,碲存在重原子效应,探针几乎没有荧光。向探针的空白溶液中加入硒半胱氨酸后,探针碲二唑结构被破坏,重原子效应消失,溶液的荧光恢复。探针的激发和发射波长分别位于350nm和410nm,生物体内存在的一些金属离子、活性物质等对其测定硒半胱氨酸不干扰。探针对硒半胱氨酸的检测表现了较高的选择性和快速的响应。在0-10μM范围内检测荧光强度和硒半胱氨酸浓度的线性方程为F=263.69+74.85×[Secys],线性相关系数为0.9925。此探针达到了预期目标,成功的实现了硒半胱氨酸的检测。 (二)在前面研究的基础上,设计合成了激发、发射波长较长的新型有机碲探针,探针以2,3-二氨基吩嗪为母体,以苯并碲二唑为识别基团。探针的设计原理利用了硒半胱氨酸与苯并碲唑环的特异性反应。根据反应前后重原子效应的改变,溶液的荧光强度也随之变化,达到检测硒半胱氨酸的目的。在0-10μM浓度范围内硒半胱氨酸的浓度与荧光强度呈现良好的线性关系,探针与其它活性氧、金属离子等基本没有响应。人肝细胞HL-7702共聚焦显微镜成像实验说明探针具有水溶性好、选择性好、对机体损伤小等优点。

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第一章 绪论

1 细胞内还原性物质的种类及生理病理意义

2.还原性物质（硫醇）的检测技术

3 硒

4 碲

5. 本论文的研究意义与思路来源

第二章 基于碲氮键构建的一种新型荧光探针用于硒半胱氨酸的检测

1 前言

2 实验部分

3. 结果与讨论

4 结论

第三章 用于活细胞内硒半胱氨酸检测的荧光探针的设计合成及细胞

1引言

2实验部分

3 结果与讨论

4 结论

参考文献

产物图谱表征

攻读硕士学位期间参与的课题和发表的学术论文

致谢