含硒有機熒光分子探針的設(shè)計、合成及生物應(yīng)用.pdf

1、汞是環(huán)境學(xué)和生理學(xué)所研究的重要有毒重金屬元素。即使是在很低濃度的條件下，也能產(chǎn)生一定的生理毒性。由于汞具有強生物透膜性，容易穿透人體的皮膚、呼吸道、腸胃組織，所以長時間暴露在含汞環(huán)境下會導(dǎo)致生物體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生永久性損傷。因此，研究汞離子的生物積累和生物毒性具有重要的生物醫(yī)學(xué)意義。 在生物體的新陳代謝過程中會不斷產(chǎn)生各種自由基，如超氧陰離子自由基(O2-·)、羥基自由基(HO·)、脂自由基(ROO·)、一氧化氮(

2、NO·)、過氧亞硝基陰離子(ONOO-)等都是生命活動過程中具有代表性的自由基，它們與生物體的衰老及許多疾病的發(fā)生都有重要的關(guān)系。生物體中適當(dāng)水平的活性自由基是機體維持良好免疫應(yīng)答的基礎(chǔ)，但是一旦體內(nèi)的氧化還原平衡遭到破壞，活性氧自由基大量存在時就會發(fā)生氧化應(yīng)激并且損傷生物體內(nèi)的各種蛋白、脂類、核酸等，從目前研究結(jié)果揭示的證據(jù)表明，活性自由基幾乎和人類常見疾病如心臟病、癌癥、惡性腫瘤等都有關(guān)。因此，可逆地監(jiān)測生物內(nèi)氧化還原循環(huán)具有重要的

3、生理學(xué)和病理學(xué)意義。 由于核酸、蛋白質(zhì)、肽等生物活性分子在生命科學(xué)研究中的重要地位，近年來對檢測細胞中生物活性分子的研究越來越多。其中，熒光法具有簡單易行，便于操作，高靈敏度和選擇性的顯著特點，更加吸引人的是探針分子可以在不破壞生物活性的情況下進入細胞，與活細胞內(nèi)的目標(biāo)活性分子結(jié)合生成強熒光物質(zhì)，并借助于激光共聚焦成像技術(shù)，實現(xiàn)細胞內(nèi)待測活性分子的“可視化”，進而實現(xiàn)生命體內(nèi)的“實時在線”檢測。近年來，生物成像在活細胞的生物分子

4、檢測上取得了巨大進展，熒光探針由于其高靈敏度，實時監(jiān)測等優(yōu)點而成為生物成像最主要的工具。 本論文基于熒光探針與活性氧自由基或其它生物活性分子特異性作用后，熒光光譜性質(zhì)發(fā)生改變從而實現(xiàn)對特定物質(zhì)的檢測，并將所設(shè)計探針成功應(yīng)用于生物活體細胞的共聚焦顯微成像。本文主要開展了以下兩方面研究工作： （一）根據(jù)硒對重金屬離子的重要的抗毒性作用，我們設(shè)計合成了一種有機硒熒光探針(FSe-1)用于生物體系的汞離子檢測。由于汞離子的強親硒

5、性質(zhì)，探針FSe-1與汞離子發(fā)生不可逆的脫硒反應(yīng)。探針FSe-1利用硒汞間的強親合力將硒作為靶位點，對汞離子檢測表現(xiàn)超高的選擇性和靈敏度，其檢測限達到1.0nM。探針FSe-1的超高選擇性表現(xiàn)為多種生物分析物和相關(guān)金屬離子均不會對汞離子檢測產(chǎn)生干擾。此外，運用激光共聚焦掃描顯微鏡，成功實現(xiàn)了該探針對小鼠巨噬細胞RAW264.7內(nèi)的汞離子熒光成像。 （二）氧是好氧生物新陳代謝的關(guān)鍵性物質(zhì)，它參與為生命活動提供必需能量的過程。然而在