稀土—有机荧光基因双重荧光响应pH探针分子的设计与合成

论文摘要

细胞内pH值对细胞的生理活动有重要影响,由细胞内pH值变化可监测细胞内的生理活动,如吞噬作用、内吞作用等。pH值的变化对神经系统也有巨大影响,可影响突触传递、神经元的兴奋性、细胞间的耦合等过程。因此,测定细胞内的pH值日益引起人们的高度重视。荧光分子探针由于其独特的结构性质,并且具有灵敏度高,操作条件温和等优势,突破了传统pH值测试方法的局限,从而引起人们的极大关注。本论文首先通过将含有8-氨基喹啉与荧光素衍生物缩合的席夫碱QZ1与铕（III）的TTA（噻吩基三氟乙酰丙酮）化合物作为基本原料合成了新的铕（III）-荧光素化合物Eu-QZ1,并对其进行了光谱表征。化合物Eu-QZ1在470nm光的激发下产生荧光素的特征绿色荧光（530nm）。在标准的从碱到酸（pH从9.5到6.5）滴定过程中该荧光的强度增强了接近8倍,其pKa值计算为7.30。在370nm光的激发下,Eu-QZ1发射稀土铕（III）离子的特征红色荧光（主峰位于612 nm）。在标准的从酸到碱（pH从5.5到8.5）滴定过程中,该荧光的强度增强了接近10倍,其pKa值计算为7.39。这些结果表明Eu-QZ1是一个高灵敏度双荧光响应的pH探针,其pKa值表明Eu-QZ1可以用来测定低限达40nM的氢离子浓度。细胞试验表明Eu-QZ1具有良好的细胞通透性,能够在红光和绿光两个位置标记海拉细胞中的pH范围。在上述研究基础上,合成一种新型的稀土-罗丹明双重荧光响应pH探针分子Eu-DR1。Eu-DR1由发射绿光的罗丹明基团、发射红光的稀土Eu（TTA）3、发射蓝光的4-（二甲氨基）苯甲醛基团构成。在不同波长的光激发下,化合物发射不同颜色的光,有红色、白色、绿色。在标准pH值从6.5到4.0滴定过程中,罗丹明绿色荧光的强度增强了接近40倍,量子产率提高到0.70,溶液的颜色也有黄色变成了红色。pH从8.5到6.5滴定过程中,Eu红色荧光的强度增强了接近30倍,其pKa值计算为7.20。Eu?DR1是一种新型的双荧光响应的pH探针分子。对活细胞内pH值的测试研究有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 pH 荧光分子探针概述
• 1.1.1 荧光分子探针概述
• 1.1.2 pH 荧光分子探针的研究进展
• 1.2 稀土有机配合物发光原理
• 1.2.1 稀土离子的配位原理
• 1.2.2 稀土有机配合物的发光原理
• 3+、Tb³⁺)配合物pH 荧光探针'>1.2.3 镧系稀土金属(Eu³⁺、Tb³⁺)配合物pH 荧光探针
• 1.3 荧光化学传感器原理和三原色分子的设计合成
• 1.3.1 荧光传感的基本原理
• 1.3.2 三原色白光分子的设计合成
• 第二章 稀土-荧光素双重荧光响应pH 探针分子的设计合成
• 2.1 概述
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器和试剂
• 2.2.2 QZ1 的合成
• 3（H₂O）₂ 的合成'>2.2.3 Eu（TTA）₃（H₂O）₂的合成
• 2.2.4 Eu-QZ1 的合成
• 2.2.5 Eu-QZ1 的电喷雾质谱表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同PH 值下Eu-QZ1 的荧光性质
• 2.3.2 Eu-QZ1 的PH 滴定曲线
• 2.4 Eu-QZ1 在 hela 细胞中的荧光可视化成像研究
• 本章小结
• 第三章 稀土-罗丹明双荧光响应pH 探针分子的设计与合成
• 3.1 概述
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器和试剂
• 3.2.2 化合物的合成路线
• 3.2.3 化合物的合成与表征
• 3.2.4 Eu-DR1 的电喷雾质谱分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 Eu-DR1 的紫外可见光谱分析
• 3.3.2 Eu-DR1 的荧光光谱分析
• 3.3.3 Eu-DR1 的细胞成像研究
• 3.3.4 Eu-DR1 的荧光可视化研究
• 3.3.5 Eu-DR1 的生物体成像研究
• 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢
• 附录