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

1、生命活動是由許多生物活性物質(zhì)參加的各種化學反應(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體內(nèi)幾乎所有的生理過程，他們在維持蛋白質(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就會對生物體產(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特別是對細胞內(nèi)金屬離子的檢測具有重要的意義。 目前，用于檢測生物體內(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，電化學法，化學發(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)在線檢測金屬離子，不能描述被測物在細胞內(nèi)的分布和動態(tài)變化。與上述方法相比，熒光檢測法由于具有高選擇性、高靈敏度、不破壞樣品和易于實現(xiàn)在線檢測等優(yōu)點而具有很廣泛的應(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，在細胞內(nèi)實時、在線檢測金屬離子成為研究的熱點，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。這是因為在位于650-900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，利用光誘導電子轉(zhuǎn)移(PET)原理設(shè)計的熒光探針，由于結(jié)合金屬離子前后，熒光強度差別較大，

4、靈敏度高，應(yīng)用最廣泛。 因此設(shè)計合成金屬離子近紅外熒光探針，在化學體系中試驗其性質(zhì)，結(jié)合激光共聚焦熒光成像技術(shù)，實時在線檢測細胞內(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中所發(fā)揮的作用以及對某種離子缺陷時出現(xiàn)的病理進行研究，將為生物學以及醫(yī)學的發(fā)展提供必要的依據(jù)。 本論文基于光誘導電子轉(zhuǎn)移原理，設(shè)計研制新型近紅外熒光探針應(yīng)用于細胞內(nèi)金屬離子的檢測，開展了兩方面的工作： (一)設(shè)計合成了一種

5、新型的用于檢測細胞內(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)譜等手段對探針結(jié)構(gòu)進行了表征。研究了反應(yīng)機理。用普通熒光法對汞離子進行定量分析測定，結(jié)果表明探針對汞離子具有較高的選擇性和靈敏度。HepG2人肝癌細胞和斑馬魚內(nèi)汞離子的激光共聚焦熒光成像實驗表明，探針具有良好的生物適用性。 (二)設(shè)計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，合成。初步分析實驗表明該