幾類近紅外熒光探針的設計合成及其應用.pdf

1、近紅外熒光檢測由于能避免生物體自發(fā)熒光干擾，降低對生物樣品的損傷，并能更深地穿透生物組織，成為生物檢測和生物成像的首選的檢測方法之一。而目前所研究的近紅外熒光探針中，大多局限于多甲基菁類化合物，而多甲基菁化合物光穩(wěn)定性存在缺陷，故開發(fā)基于新型熒光團的近紅外熒光探針具有重要的理論意義及實際應用價值。氫離子是生物體內廣泛存在的一種離子，在生命活動的各個環(huán)節(jié)中，小到細胞的生殖凋亡，離子運輸，細胞內吞，酶活性，大到各個組織，系統的運作，如肌肉收

2、縮，神經系統的信號傳遞，起著至關重要的作用，并且不正常的pH值與一些常見疾病，如癌癥，阿爾茲海默癥等息息相關；一氧化氮是生物體內必不可少的一種瞬態(tài)自由基物質，作為信使分子，它在心血管系統，神經系統和免疫系統的一系列生理學和病理學過程中起著重要的調節(jié)與媒介作用。不正常的一氧化氮產生與癌癥，神經退行性損傷，發(fā)炎等疾病有著密切聯系。因此，用近紅外熒光探針檢測生物體系中的pH值，一氧化氮的濃度在生物化學及臨床診斷學中具有重要意義。
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3、研究主要內容包括：⑴N-芳基取代的苯并噁嗪化合物（探針1a-1b）被合成并研究其pH響應的吸收和發(fā)射性能。其中，亞胺上氮原子被吸電子芳基取代的苯并噁嗪化合物（探針1b）顯示了其可用于近紅外pH熒光探針的潛力，在此基礎上，N-烷基吡啶鹽取代的苯并噁嗪類水溶性近紅外pH探針3a-3c被設計合成，在含0.1％ DMSO的緩沖溶液中，它們展現出可逆的pH響應，增強倍數在8.2-40.1倍之間，pKa分別為2.7，5.8，7.1；將它們混合配制成

4、復合探針，在pH=1.9-8.0之間，該探針的熒光強度與pH值成線性關系，該探針還能用于細胞質pH實時檢測。⑵母體環(huán)上被腈基或羥基取代的苯并噁嗪類化合物（探針6a-6b）被設計合成，其中，化合物6a在含1%DMSO的緩沖溶液中具備OFF-ON型的熒光變化，并成功將pKa值調節(jié)至5.0。激發(fā)波長為600 nm時，探針的整體發(fā)射處于625-850 nm。HeLa細胞的成像實驗表明其中一個探針（探針6a）可對溶酶體進行特異性標記，并且同時具備

5、了近紅外激發(fā)（633 nm）與近紅外發(fā)射（650-790 nm）的性質。⑶基于光誘導電子轉移機理，兩個萘羅丹明類近紅外pH探針（探針7a-7b）被設計合成。它們都在pH=2.0-5.0之間展現出OFF-ON型的pH響應熒光變化，pKa值分別為3.28，3.25，增強倍數分別可達272，114倍。兩個探針又被進一步應用于小鼠的消化道成像，探針7b由于同時具備近紅外激發(fā)（663 nm）與發(fā)射（700-870 nm）性能，體內成像效果明顯優(yōu)于

6、探針7a。該體系表明萘羅丹明是設計基于光誘導電子轉移機理類探針的新型近紅外發(fā)色團。⑷兩個含鄰苯二胺基團的萘羅丹明類衍生物（探針10a-10b）被設計合成，并研究了它們作為近紅外熒光探針檢測一氧化氮的吸收發(fā)射性能。一氧化氮存在時，其中一個探針（探針10a）在681 nm處熒光增強3倍，而另一個分子探針（探針10b）表現出OFF-ON的熒光變化，熒光強度在最大發(fā)射750 nm處增強35倍。同時，探針在常見離子，氨基酸，活性氧和氮存在下，對一