用于细胞内生物活性分子检测的含硒新型荧光探针的研究与应用

摘要

生命活动是由各种生物活性物质参与的，相互关联、相互制约的众多化学反应的总结果。许多生物活性物质可以与氨基酸、蛋白质或其它有机基团结合，发挥重要的生物学作用、特殊的生理功能和高度的生化效应。 近年来，检测细胞中生物活性分子的研究越来越多，荧光法不仅简单易行，便于操作，还具有高灵敏度、高选择性和广泛可用的荧光染料的特点。更加吸引人的是探针分子可以在不破坏生物活性的情况下进入细胞，与活细胞内的生物活性分子等结合生成强荧光物质，并借助于激光共聚焦成像技术，实现细胞内待测活性分子的“可视化”，从而对它们在生命体内进行“实时在线”的检测。最近，生物成像在活细胞的生物分子检测上取得了巨大进展，而荧光探针由于具有高灵敏度，实时监测等优点成为生物成像最主要的工具。 本论文基于荧光探针与生物活性分子特异性作用后荧光光谱性质的改变从而实现对特定物质的检测，并将所设计探针成功用于生物活体细胞的共聚焦显微成像。 本论文主要开展了以下三方面的研究工作： （一）用于检测硫醇的有机硒新型荧光探针的设计与合成。 受谷胱甘肽过氧化物酶类似物Ebselen的启发，我们将与含巯基类物质发生特异性反应的硒氮键引入荧光染料，设计合成了一种以罗丹明110为母体的含有硒氮键的新型荧光探针用于识别巯基化合物，并用IR1H-NMR，13C－NMR,77Se－NMR和MS对其进行了表征。该探针合成简单、条件温和、产率高，而且产品稳定（在-4℃冰箱中放置三个月无任何变化）。 （二）用于检测硫醇的有机硒新型荧光探针的分析研究及在细胞成像中的应用。 在模拟生理条件下对探针的光谱特性进行了检测。该探针试剂本身没有荧光，与硫醇类物质反应后，硒氮键被打断，形成罗丹明110强荧光的开环结构，荧光增强170倍。探针的激发和发射波长分别为499nm和522nm。该探针能够高选择性的检测硫醇类物质，活性氧(ROS)、金属离子、生物胺及其他抗氧化剂不干扰测定。在0.015-1.0μM范围内GSH的浓度与荧光强度成很好的线性关系，方法的检测限为144pM。HL-7702人正常肝细胞及HepG2人肝癌细胞内巯基类物质的荧光共聚焦成像实验表明：探针具有膜穿透性，能够对两种细胞内巯基类物质的含量差异产生响应，表现了良好的生物适用性。 （三）一种用于检测过氧亚硝基自由基的荧光探针的设计及合成。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节硒的生物作用简介

第二节生物活性分子(硫醇)的生理作用及其检测技术简介

第三节自由基的生理作用及其检测技术简介

参考文献

第二章用于检测硫醇的有机硒新型荧光探针的设计与合成

1.引言

2.实验部分

3.结果与讨论

4.结论

参考文献

第三章用于检测硫醇的有机硒新型荧光探针的分析研究及在细胞成像中的应用

1.引言

2.实验部分

3.结果与讨论

4.结论

参考文献

第四章用于检测过氧化亚硝基(ONOO-)的含硒荧光探针的设计及合成方法初探

1.引言

2.实验部分

3.结果与讨论

4.下一步试验计划

参考文献

附合成产物谱图

作者发表的学术论文 和参加课题

致谢