碳點基熒光納米探針的構(gòu)建及其在細(xì)胞成像和酶活性評價中的應(yīng)用.pdf

1、隨著生命科學(xué)的迅速發(fā)展，人們越發(fā)重視生命體系中的生物分子(核酸、蛋白質(zhì)、酶、小分子等)的分析檢測。人體中的生物分子如與細(xì)胞功能和遺傳性狀相關(guān)的蛋白質(zhì)和核酸、與腫瘤和癌癥相關(guān)的標(biāo)志物分子、與人體正常生長發(fā)育相關(guān)生物小分子的出現(xiàn)和變化，預(yù)示著人體正常生理機(jī)能的失調(diào)和病變。因而，生命體系中的生物分子的分析檢測對預(yù)防體系病變具有極其重要的意義。
　　近幾年，兼具獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)的碳納米材料如碳納米管、石墨烯、碳納米顆粒等激發(fā)了巨大的研

2、究興趣。因具有良好的光學(xué)性質(zhì)、生物相容性等諸多優(yōu)良性質(zhì)，碳納米材料在生命分析領(lǐng)域得到了廣泛而有效地應(yīng)用。碳點作為一種新型碳納米材料，具有成本低、發(fā)射光譜可調(diào)、生物毒性低等諸多優(yōu)勢，構(gòu)建基于碳點的熒光納米探針用于生命分析，逐漸成為分析化學(xué)研究的熱點。然而，碳點基熒光納米探針的構(gòu)建通常需對碳點表面進(jìn)行修飾或功能化，這一過程繁瑣耗時。并且，目前僅有少部分碳點基熒光納米探針用于生物大分子的檢測。
　　本論文基于利用碳點與目標(biāo)分析物之間的相

3、互作用實現(xiàn)目標(biāo)分析物的檢測的目的。重點利用烏頭酸基碳點與葉酸之間的相互作用發(fā)展了葉酸檢測和靶向癌細(xì)胞成像的熒光納米探針；并基于銀離子調(diào)控碳點熒光構(gòu)建了一種納米探針，用于谷胱甘肽還原酶活性評價和抑制劑篩選。全文分為四章：
　　第一章：簡單總結(jié)了碳納米材料的分類及其在生物分析方面的應(yīng)用，進(jìn)一步簡述了碳點的分類、制備方法、理化性質(zhì)及其在分析化學(xué)方面的應(yīng)用，著重闡述了碳點在生物分析方面的應(yīng)用。
　　第二章：以烏頭酸(aconitic

4、 acid,AA)和乙二胺為前驅(qū)體，通過水熱法制備了一種藍(lán)色熒光碳點(AA-CDs)。AA-CDs具有良好的水溶性和優(yōu)異的光學(xué)性能，可與葉酸(folic acid,FA)發(fā)生相互作用使其熒光淬滅，基于此建立了FA的定量分析方法，檢測限為40nM，并成功應(yīng)用于葉酸藥片、燕麥、牛奶、果汁中FA含量的檢測。通過FA和AA-CDs之間的靜電吸引作用構(gòu)建了一種弱熒光納米探針FA-AA-CDs，將其用于葉酸受體(folate receptor,FR

5、)表達(dá)程度不同的Hela細(xì)胞、SMMC-7721細(xì)胞和A549細(xì)胞的熒光成像，結(jié)果顯示，細(xì)胞熒光亮度與FR表達(dá)程度一致，表明該探針可實現(xiàn)靶向癌細(xì)胞成像。
　　第三章：以1,2,4-三氨基苯為前驅(qū)體，通過溶劑熱反應(yīng)制備了一種黃色熒光碳點。Ag+離子能夠通過電子轉(zhuǎn)移淬滅該碳點的熒光，而谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase,GR)通過NADPH輔助催化還原氧化型谷胱甘肽(glutathione oxide,GSSG

6、)生成還原型谷胱甘肽(glutathione reduced,GSH)，GSH能夠競爭結(jié)合Ag+離子，使碳點表面的Ag+離子釋放出來，進(jìn)而恢復(fù)其熒光。基于上述原理，我們構(gòu)建了一種用于GR活性評價的熒光納米探針，GR檢測限為0.1mU mL-1。并將其用于監(jiān)測GR抑制劑1,3-二(2-氯乙基)-1亞硝基脲(BCNU)對GR活性的抑制。
　　第四章：在第三章工作基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一種谷胱甘肽還原酶抑制劑篩選體系。抑制劑對GR預(yù)處理使其失去