用于細(xì)胞內(nèi)與生命相關(guān)金屬離子檢測(cè)的新型熒光探針的研究與應(yīng)用.pdf

1、生命活動(dòng)是由許多生物活性物質(zhì)參加的各種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，金屬離子就是其中重要的一種。生物體內(nèi)的必需微量金屬元素直接參與機(jī)體內(nèi)幾乎所有的生理過程，他們?cè)诰S持蛋白質(zhì)，核酸，肽類和激素等生物大分子的基本結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)其正常功能方面起著重要的作用。而另外一些金屬元素特別是重金屬元素在濃度較低時(shí)就會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生較大的毒性和破壞性。因此，生物體內(nèi)金屬離子的研究和檢測(cè)特別是對(duì)細(xì)胞內(nèi)金屬離子的檢測(cè)具有重要的意義。 目前，用于檢測(cè)生物體內(nèi)金屬離子的方

2、法有多種，如原子吸收/發(fā)射光譜法，高效液相色譜法，電感耦合等離子體質(zhì)譜法，電化學(xué)法，化學(xué)發(fā)光法等，這些方法具有較高的靈敏度和選擇性并常用于定量分析，然而他們不適用于在生物體內(nèi)在線檢測(cè)金屬離子，不能描述被測(cè)物在細(xì)胞內(nèi)的分布和動(dòng)態(tài)變化。與上述方法相比，熒光檢測(cè)法由于具有高選擇性、高靈敏度、不破壞樣品和易于實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)而具有很廣泛的應(yīng)用前景。尋找新的具有高選擇性的金屬離子熒光分子探針已成為現(xiàn)代分析化學(xué)中的一大前沿課題。 近幾年

3、來，隨著激光共聚焦成像技術(shù)的發(fā)展，在細(xì)胞內(nèi)實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)金屬離子成為研究的熱點(diǎn)，特別是近紅外熒光探針在生物分析中顯示出更大的優(yōu)越性。這是因?yàn)樵谖挥?50-900納米的近紅外區(qū)域內(nèi)，生物體及組織的光吸收或熒光強(qiáng)度很小，生物組織的熒光背景干擾大大降低，并且近紅外光能深入到組織內(nèi)部，因此近紅外熒光探針更適用于細(xì)胞的熒光成像。另外，在各種金屬離子熒光探針中，利用光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)原理設(shè)計(jì)的熒光探針，由于結(jié)合金屬離子前后，熒光強(qiáng)度差別較大，

4、靈敏度高，應(yīng)用最廣泛。 因此設(shè)計(jì)合成金屬離子近紅外熒光探針，在化學(xué)體系中試驗(yàn)其性質(zhì)，結(jié)合激光共聚焦熒光成像技術(shù)，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)某種金屬離子的濃度變化及其分布，探討各種金屬離子在生命活動(dòng)中所發(fā)揮的作用以及對(duì)某種離子缺陷時(shí)出現(xiàn)的病理進(jìn)行研究，將為生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供必要的依據(jù)。 本論文基于光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移原理，設(shè)計(jì)研制新型近紅外熒光探針應(yīng)用于細(xì)胞內(nèi)金屬離子的檢測(cè)，開展了兩方面的工作： (一)設(shè)計(jì)合成了一種

5、新型的用于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)汞離子的近紅外熒光探針--3，9-二硫-6-氮雜十一烷-丙基花菁，通過核磁共振氫譜，碳譜，質(zhì)譜等手段對(duì)探針結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究了反應(yīng)機(jī)理。用普通熒光法對(duì)汞離子進(jìn)行定量分析測(cè)定，結(jié)果表明探針對(duì)汞離子具有較高的選擇性和靈敏度。HepG2人肝癌細(xì)胞和斑馬魚內(nèi)汞離子的激光共聚焦熒光成像實(shí)驗(yàn)表明，探針具有良好的生物適用性。 (二)設(shè)計(jì)合成了一種新型的乙基花菁類近紅外熒光探針。描述了它的設(shè)計(jì)，合成。初步分析實(shí)驗(yàn)表明該