穩(wěn)定性改善的核酸及線粒體染料的設計合成.pdf

1、細胞器的研究一直是認識細胞結構和功能的重要手段。近些年來，熒光檢測技術已經(jīng)被廣泛地應用于生物成像、生物監(jiān)測、臨床檢驗診斷和環(huán)境保護等方面。隨著科技的發(fā)展，化學和生物學面臨的挑戰(zhàn)層出不窮，對應用于熒光顯微鏡的細胞器染料提出了更高的要求。雖然目前核酸染料有很多，但是只有極少的染料可以滿足多方面的要求，特別是在耐激光掃描的光穩(wěn)定性方面。而盡管目前已經(jīng)很多線粒體染料，但是均存在穩(wěn)定性差、光譜易受pH等環(huán)境因素的影響、毒性較大等缺點。在眾多熒光染

2、料中，氟硼吡咯(BODIPY)熒光染料具有較高的摩爾消光系數(shù)、熒光量子產(chǎn)率高、穩(wěn)定的光譜性質、高穩(wěn)定性、分子量小和較低的細胞毒性等優(yōu)點，作為生物分子、離子等熒光探針和細胞器（內質網(wǎng)和高爾基體）成像熒光試劑等已被廣泛應用。但是，線粒體細胞器活細胞熒光成像定位中還少有BODIPY熒光染料的報道。本論文主要目標是設計合成性能更為優(yōu)異、能滿足多方面要求的核酸染料和線粒體染料。
　　本文設計合成了一例菁染料的衍生物TO3-CN，將吸電子基團

3、氰基引入到紅色的噻唑橙三甲川菁染料TO-3的甲川鏈上，這一方法不僅大大提高了染料的穩(wěn)定性，同時使染料的光物理化學性質和其與核酸的作用同時得到了優(yōu)化。TO3-CN不僅具有高的穩(wěn)定性而且斯托克斯位移也很大（大于40 nm）。其與核酸作用后熒光量子產(chǎn)率可達到0.7，而且在細胞成像中具有很低的毒性，該染料可應用于體外核酸的檢測及活細胞中熒光成像。
　　本文設計合成了一例基于BODIPY的線粒體染料OBEP。該染料具有高的穩(wěn)定性和低的毒性，

4、同時對pH不敏感，可以在pH值2到10下保持穩(wěn)定。該染料對線粒體的染色不依賴于線粒體的膜電位，而且可對不同損傷程度的線粒體進行染色。同時，細胞染色12h后該染料依然被細胞保留。
　　在染料OBEP的基礎上，開發(fā)了紅色熒光的染料sOBEP和近紅外熒光的染料dOBEP，這兩例染料都具有高的光穩(wěn)定性，特別是近紅外區(qū)的dOBEP仍然保持與橙色的OBEP同樣高的光穩(wěn)定性。染料都可以很好地對線粒體進行染色，且不受線粒體膜電位的干擾。因此，形成