具有聚集诱导发光现象的荧光多肽的制备及其生物应用

摘要

高选择性和敏感度的荧光探针越来越广泛的被应用于感应分析和光学成像。传统的荧光探针分子通常会表现出聚集诱导淬灭的现象。独特的聚集诱导发光（AIE）提供了一种能够彻底解决 ACQ问题的方法。AIE荧光基团拥在溶液中只有很弱的发射量。当这些分子聚集在一起的时候，可以呈现出非常强的荧光，这是由于它们在聚集状态下会抑制分子内的旋转。AIE荧光基团的这种吸引人的特性为荧光分子和光稳定纳米聚集物在特异性检测和成像方面的发展提供了一个崭新的平台。
　　癌症是目前世界范围内最容易导致死亡的疾病，对于癌症早期的检测与治疗对于癌症的治疗具有非常重大的意义。研究发现凋亡的癌细胞能够表达caspase-3/7，同时癌细胞内谷胱甘肽的含量也远远高于正常细胞，因此，我们将AIE荧光探针与caspase3/7,GSH作用的多肽序列及AcDEVD-COOH及-S-S,相连接，从而实现对癌细胞的特异性的检测。同时我们将多肽自主装集团及有芳香集团的多肽氨基酸序列-GFFY-引入荧光探针中。我们合成了两组特异性的荧光探TPE-GFFYK-(AcDEVD)-COOOH,TPE-K(AcDEVD)-COOH TPE-GFFY-E-SS- EE–COOH, TPE-S-S-EE-COOH。通过在体外的实验中发现，由于多肽序列较好的水溶性，低浓度的荧光探针单分散在 PBS中不发光。经过caspase3/7，以及GSH,作用后，荧光探针亲水部分AcDEVD-，-EE-COOH被切掉后，荧光集团在 PBS中聚集诱导发光。我们发现含有自组装序列的荧光探针与不含有组装序列的同功能的荧光探针相比，在被Caspase-3作用和被谷胱甘肽还原和之后，具有更强的荧光对比度。这是由于自组装集团的有序组装使得荧光集团具有更强的聚集程度，从而使探针在被caspase3酶切，GSH还原后发出更强的荧光对。这一现象可以降低了应用于监测的 AIE荧光探针的浓度，从而提高了检测的灵敏度。我们将AIE荧光分子探针应用于凋亡的HepG2细胞的检测，和A549细胞细胞内谷胱甘肽的检测，得到了与体外相一致的实验结果。和
　　我们证明了将自组装序列与荧光探针相结合通过多肽序列有序的自组装能够增强荧光集团的聚集程度从而增强探针检测的灵敏度。这为今后分子探针的设计提供了非常简单易行的策略。对疾病的早期发现和治疗有很大的帮助。

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第一章 AIE荧光多肽的制备及其生物应用

第一节 选题背景

1.1.1 聚集诱导发光的机制：整体大于部分

1.1.2 其他机制的研究

1.1.3 荧光检测

1.1.4 荧光成像

1.1.5 总结

第二节 选题的依据

第三节 本论文的主要研究工作

第二章 具有自组装基团的AIE荧光多肽在体外的检测以及在细胞内的凋亡显影

第一节 引言

第二节 实验原理及方法

2.2.1 所用试剂及化合物原料

2.2.2 化合物的合成

2.2.3 高效液相色谱（HPLC）纯化多肽

2.2.4 LC-MS与HR-MS测试

2.2.5 酶标仪测定UV及荧光光谱测定

2.2.6 LC-MS 表征荧光探针，酶切前后还原前后的化合物的转化。

2.2.7 TEM表征荧光探针还原，酶切前后形貌的变化

2.2.8 细胞内成像

2.2.9 MTT实验

第三节 结果与讨论

2.3.1 化合物的表征

2.3.2 酶标仪测定的UV和荧光强度的变化

2.3.3 酶切还原后MS的表征

2.3.4 TEM表征化合物酶切后的形貌变化

2.3.5 在细胞内的显影

2.3.6 MTT测试结果

第三节 小结

第三章 近红外荧光多肽的制备及其生物应用

第一节 引言

第二节 实验原理及方法

3.2.1 实验原料及试剂

3.2.2 实验原理及方法

第三节 结果与展望

3.3.1 化合物的表征

3.3.2 预期结果及展望

参考文献

致谢

作者简介和攻读学位期间论文发表的情况