基于BODIPY染料的亞硝酰氫熒光探針的研究.pdf

1、本文通過設(shè)計、合成一系列新型有機(jī)小分子熒光探針，特異性地檢測亞硝酰氫（nitroxyl，HNO）這一生理活性物種，探索探針分子選擇性地結(jié)合在特定細(xì)胞器內(nèi)的問題，實現(xiàn)了在分子、細(xì)胞和活體三個層次上的原位、實時、動態(tài)熒光成像分析。研究結(jié)果將對揭示生理條件下HNO的產(chǎn)生及作用機(jī)制等規(guī)律有重要的意義。論文共分五章，內(nèi)容如下：
　　1、首先簡要介紹了小分子熒光探針的基本概念、設(shè)計思路和識別機(jī)理。有機(jī)小分子熒光探針通過熒光信號的變化完成對目標(biāo)

2、物質(zhì)的識別，具有操作簡單、高靈敏度、特異性選擇及原位檢測等優(yōu)點。因此，設(shè)計合成具有應(yīng)用價值的新型有機(jī)小分子熒光探針具有重要的意義。氮雜氟硼吡咯（Aza-BODIPY）熒光團(tuán)因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，量子產(chǎn)率高，易于修飾等優(yōu)異的光化學(xué)物理性質(zhì)，已被廣泛的應(yīng)用于熒光探針的設(shè)計合成。HNO作為NO的單電子還原產(chǎn)物，由一氧化氮合酶（NOS）通過氧化降解 L-精氨酸而成。研究表明，HNO可以增強(qiáng)正常心臟及衰竭心臟的心肌收縮力，同時舒張血管，故可作為治療心力衰

3、竭的潛在藥物。本文基于BODIPY熒光團(tuán)設(shè)計合成了三種分別檢測溶酶體、線粒體以及細(xì)胞質(zhì)中亞硝酰氫的近紅外熒光探針。
　　2、鑒于三苯基膦基團(tuán)與HNO作用生成氮雜葉立德，氮雜葉立德隨即發(fā)生分子內(nèi)酯氨解反應(yīng)生成相應(yīng)的醇類和酰胺，我們報道了一種定位于溶酶體的檢測亞硝酰氫的熒光探針Lyso-JN。實驗表明，Lyso-JN具有選擇性好、靈敏度高和細(xì)胞毒性低的特點。這種小分子熒光成像探針能夠定位于細(xì)胞溶酶體，并且很好的實現(xiàn)了亞硝酰氫在RAW2

4、64.7細(xì)胞內(nèi)和BALB/c小鼠內(nèi)的成像。
　　3、設(shè)計合成了一種定位于細(xì)胞線粒體的檢測亞硝酰氫的熒光探針Mito-JN。該探針由BODIPY熒光團(tuán)為母體，三苯基溴化磷陽離子為線粒體定位基團(tuán)，三苯基膦基團(tuán)作為HNO識別基團(tuán)。實驗表明，Mito-JN具有良好的選擇性、較高的靈敏度和低細(xì)胞毒性。該探針已成功檢測到RAW264.7細(xì)胞線粒體中外源性HNO和由NaNO2和Na2 S協(xié)同刺激產(chǎn)生的HNO。此外，實現(xiàn)了BALB/c小鼠中HNO

5、的成像。
　　4、報道了一種用于檢測細(xì)胞內(nèi)亞硝酰氫的具有對稱結(jié)構(gòu)的熒光探針Cyto-JN。實驗表明，Cyto-JN探針與亞硝酰氫的反應(yīng)比例為1：1，具有高選擇性、良好的靈敏度和低細(xì)胞毒性。該探針可用于檢測水溶液和牛血清中的HNO，具有良好的細(xì)胞膜滲透性，可以避免背景熒光對檢測的干擾。我們利用該探針完成了流式細(xì)胞儀分析。實驗表明，Cyto-JN能夠檢測到RAW264.7細(xì)胞內(nèi)不同水平的HNO濃度，并且實現(xiàn)了活體小鼠熒光成像。