细胞内功能性阳离子区域定位的近红外荧光探针的设计、合成及应用

论文摘要

生物体内存在着各种各样的功能性阳离子,它们在生物体的各种生理过程和病理过程中起着至关重要的作用。如金属铁离子直接参与氧的运输与储存,参与生物体的多种新陈代谢过程,而且亚铁离子能够催化体内的活性物种产生高浓度对人体有害的羟基自由基。锌离子活性浓度过低会引起神经元损伤,细胞凋亡。但如果锌离子含量过高,将会造成锌中毒。因此,能够在活细胞内对这些功能性阳离子进行检测具有重要的医学和生物学意义。荧光法由于具有高灵敏度、高选择性、简便快捷、实时原位检测等优点,使其在环境科学、分析化学以及生命科学等领域有着广泛的应用前景。设计高选择性、高灵敏度、快速识别并能区域定位的检测生物体内功能性阳离子的新型荧光探针,对不同细胞内所存在的功能性阳离子及时准确的检测,那么可以更加详尽的了解阳离子的生物学功能,从而使这些功能性阳离子作用机制的研究更加精细深刻。针对检测功能性阳离子荧光探针的研究现状,我们开展了以下的工作:（一）设计合成了一种新的荧光比率探针BDP-Cy-Tpy来检测活细胞内亚铁离子浓度的变化。该探针由两部分组成,一部分是对亚铁离子不敏感的荧光团BODIPY,另一部分是对亚铁离子有特异性响应的含荧光团花菁（Cy）的Cy-Tpy。当亚铁离子存在时,含花菁的部分形成Fe2+-Tpy络合物会对花菁发生光诱导电子转移（PET）作用,从而导致其荧光猝灭,而BODIPY部分的荧光强度是不变的。实验证明探针中BODIPY与Cy-Tpy的荧光强度的比值与铁离子浓度呈现良好的线性关系。BDP-Cy-Tpy具有较高的选择性和灵敏度,并且能够瞬间对亚铁离子浓度的变化作出响应。而且该探针首次实现了利用荧光比率成像的方法对细胞内内在的及外加的亚铁离子浓度变化进行可视化成像,取得了令人满意的结果。因此,该荧光比率探针也为临床上研究亚铁离子的生理功能提供了潜在方法,同时也为生物体内其他功能性阳离子荧光比率法检测的可行性提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第一节 引言
• 第二节 阳离子荧光探针
• 第三节 铁的重要生理意义及其研究进展
• 第四节 比率探针的发展现状
• 第五节 论文选题的目的与意义
• 参考文献
• 第二章 用于检测亚铁离子的荧光比率探针的设计合成及其生物应用
• 1 引言
• 2 实验部分
• 3 结果与讨论
• 4 结论
• 参考文献
• 附录一 化合物的核磁共振、质谱图
• 附录二 硕士期间发表的学术论文及参加的课题
• 致谢