次氯酸雙光子熒光探針的合成及其在生物成像中的應(yīng)用.pdf

1、雙光子吸收技術(shù)自問世以來一直受到了廣泛的關(guān)注。與單光子吸收材料相比，雙光子吸收材料在分辨率、穿透深度具有顯著的優(yōu)勢，可以用于顯微成像、微紡織技術(shù)、三維數(shù)據(jù)存儲、光限幅、上轉(zhuǎn)換發(fā)光、光動力學(xué)治療以及藥物靶向釋放等諸多領(lǐng)域。特別是雙光子顯微技術(shù)，以近紅外的激光為光源對生物樣品進行成像，具有穿透性強，空間分辨率高，背景熒光干擾小，以及對生物樣品的光損傷較小等優(yōu)點，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)的雙光子材料常常具有大共軛結(jié)構(gòu)，水溶

2、性差、細(xì)胞穿透能力差、生物毒性也較大，并不適用于生物成像。因此，設(shè)計合成具有較高雙光子吸收截面的有機小分子用于生物體內(nèi)細(xì)胞、血管、組織成像，具有重要的研究價值。本文設(shè)計合成了兩種具有雙光子吸收特性的熒光小分子，對其發(fā)光性能進行了系統(tǒng)的研究，探索它們在生物成像中的應(yīng)用。具體的研究內(nèi)容包括：
　　1、設(shè)計合成了一類以寡聚苯乙烯為骨架的雙光子次氯酸熒光探針OPV-HOCl，并將其應(yīng)用于活細(xì)胞及組織內(nèi)的雙光子成像。在寡聚苯乙烯骨架上引入次

3、氯酸識別基團——氧硫雜環(huán)戊烷，通過1H-NMR、13C-NMR、HRMS對其結(jié)構(gòu)進行了表征，并通過紫外光譜、熒光光譜等進一步研究了該探針對次氯酸的響應(yīng)性能，測定了其雙光子吸收截面。加入次氯酸以后，探針分子末端的氧硫雜環(huán)戊烷基團被氧化，并生成醛基。由于分子內(nèi)強烈的電荷轉(zhuǎn)移導(dǎo)致產(chǎn)物的雙光子吸收截面提高了近15倍（從78.9GM提高到1131.5GM），因此OPV-HOCl可以作為一個雙光子“turn-on”型次氯酸熒光探針。此外，該探針還具

4、有反應(yīng)速度快、選擇性好、pH適用范圍寬等優(yōu)點。MTT實驗表明該探針具有較小的細(xì)胞毒性。由于該探針優(yōu)異的次氯酸響應(yīng)性能和較小的生物毒性，我們成功地將其用于小鼠膠質(zhì)瘤細(xì)胞BV-2中次氯酸的檢測，研究表明該探針可以透過細(xì)胞膜，并對細(xì)胞中外源性次氯酸和脂多糖誘導(dǎo)產(chǎn)生的內(nèi)源性次氯酸具有高選擇性的快速響應(yīng)。
　　2、合成了具有雙光子吸收性質(zhì)的吲哚四方酸染料SQA-Br，并將其負(fù)載于微米級的聚苯乙烯微球中，用于腦中風(fēng)區(qū)域的檢測研究。研究表明，聚