基于喹啉為母體的雙光子熒光化學探針的研究及其在細胞中的應用.pdf

1、熒光化學探針是檢測生物體內(nèi)金屬離子濃度以及小分子的重要工具，其高選擇性、高靈敏度、合成簡單、價格便宜以及很好的生物應用的性質(zhì)，使其逐步成為主要檢測工具。通過熒光化學探針與生物體內(nèi)的活性物質(zhì)參與化學反應的結果，可以幫助我們更好地從微觀角度去了解生命活動。近些年來，熒光檢測技術的應用主要在于臨床診斷，生物成像，環(huán)境保護等方面。然而，目前熒光化學探針大部分為單光子熒光化學探針，單光子熒光化學探針不僅易使生物本體產(chǎn)生自發(fā)熒光干擾，而且短的激發(fā)波

2、長還會對細胞產(chǎn)生光致毒和光漂白。與傳統(tǒng)的單光子熒光化學探針相比，雙光子熒光探針作為一個科學家感興趣的研究課題，開始逐步替代單光子熒光探針。雙光子熒光化學探針具有滲透到更深的組織能力和提供更高的空間分辨率以及局域激發(fā)在近紅外光譜區(qū)（700-1000nm），長波激發(fā)可以降低光漂白以及減少對生物樣品的光損傷，從而得到高對比度的三維(3D)圖像。特別是，雙光子共聚焦成像在細胞中能延長活細胞和組織的觀察時間的特有優(yōu)點，這使得生物科學家們更好地觀察

3、和研究活細胞和組織中的生命過程。在眾多的熒光報告基團中，喹啉衍生物由于其良好的光譜特性、水溶性、易于修飾以及低毒性的特點，越來越多地應用于生物實驗中。
　　本文利用Sonogashira偶聯(lián)等有機化學反應，以喹啉為母體，成功地制備了一系列能夠選擇性識別Cd2+和Cys/Hcy的雙光子熒光化學探針，并通過核磁共振譜以及質(zhì)譜等手段對目標探針分子進行了結構表征。
　　一.本論文設計并合成了一例基于喹啉為母體，并在細胞溶酶體中定位的

4、新型雙光子熒光探針Lyso-QS1。當探針分子與Cd2+絡合后，基于ICT，熒光譜圖紅移了60nm;基于PET機理，熒光逐漸增強。由于其對細胞毒性低，在雙光子共聚焦成像，發(fā)現(xiàn)探針很容易地在活細胞的溶酶體中長時間觀察Cd2+在細胞溶酶體中的成像，這也是我們第一個報道發(fā)現(xiàn)的。探針Lyso-QS1與Lysotracker Green商用品在7402細胞中進行了對比研究，研究表明了二者均在溶酶體定位，重疊率能達到90％以上。
　　二.設計

5、合成了一種新型比率計雙光子熒光探針MQ高選擇地來檢測Cys/Hcy，基于ICT和PET機理可以作為Cys和Hcy的新型反應型探針。熒光探針在加入Cys/Hcy時，在710nm擁有大雙光子吸收截面值為265GM，同時伴隨著發(fā)射波長發(fā)生95nm的藍移。與之前報道的雙光子熒光探針檢測Cys/Hcy相比，MQ與Cys/Hcy反應速度較快。反應機理主要通過1H NMR，Maldi-TOF MS和理論計算(DFT)來分析。細胞毒性測試表明了MQ對細