用于細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)可逆檢測的近紅外熒光探針的設(shè)計(jì)合成及生物應(yīng)用.pdf

1、細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的平衡,對維持生物體細(xì)胞內(nèi)的正常生理功能是極為重要的.細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)平衡是通過控制細(xì)胞內(nèi)還原性物質(zhì)和活性氧的量,使這二者之間達(dá)到相對平衡來實(shí)現(xiàn)的.生物體內(nèi)最重要的還原性物質(zhì)是硫醇類物質(zhì).硫醇是生物體中許多蛋白質(zhì)和小分子的重要組成部分,在細(xì)胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)中起著重要的作用.大量研究表明,生物體內(nèi)的很多疾病的產(chǎn)生,嚴(yán)重依賴于這些硫醇類物質(zhì)在生物體內(nèi)的含量水平.對于活性氧(ROS)而言,一方面在細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面起著

2、重要作用.另一方面活性氧若在體內(nèi)過度產(chǎn)生,將會導(dǎo)致“氧化應(yīng)激”,進(jìn)而對細(xì)胞產(chǎn)生氧化損傷,與許多疾病也有著緊密的聯(lián)系.因此,細(xì)胞氧化還原狀態(tài)的動態(tài)變化可以為臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供豐富的生理、病理信息.熒光分析方法因其具有直觀、簡便、原位、信息豐富等特點(diǎn),尤其與現(xiàn)代成像技術(shù)相結(jié)合已被廣泛應(yīng)用于生命分析領(lǐng)域,由此開發(fā)新的可以瞬時(shí)、動態(tài)可逆檢測細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)變化的熒光探針,具有十分重要的意義.
　　本文基于硫醇類化合物能特異性打斷 ebs

3、elen分子中的Se-N,導(dǎo)致 ebselen分子中的五元環(huán)開環(huán),之后通過H2O2的氧化作用五元環(huán)結(jié)構(gòu)恢復(fù),我們設(shè)計(jì)了一個(gè)能特異檢測GSH/H2O2的近紅外有機(jī)硒熒光探針.本文主要開展了以下兩方面的研究工作:
　　(一)我們以近紅外花菁染料作為熒光母體,利用硒氮鍵與硫醇中巰基的特異性反應(yīng),以及ebselen五元環(huán)中的開關(guān)環(huán)反應(yīng)的化學(xué)特性來設(shè)計(jì)了可逆熒光探針 Cy-O-ebselen,該探針實(shí)現(xiàn)了化學(xué)體系和生理?xiàng)l件下對GSH和H2O

4、2的可逆熒光應(yīng)答,并且對GSH具有較高的選擇性和靈敏度.并利用激光共聚焦熒光顯微鏡,成功實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)多個(gè)氧化還原循環(huán)的熒光成像,實(shí)驗(yàn)表明該探針可以很好地可逆檢測活細(xì)胞內(nèi) GSH的濃度變化,并且具有良好的膜透性和較低的生物毒性。此外,該探針的發(fā)射波長位于較長的近紅外區(qū)域,可以有效地避免生物樣品中自發(fā)背景熒光的干擾.因此,這種探針對細(xì)胞內(nèi)氧化還原調(diào)控的生理功能、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等領(lǐng)域的研究提供了新的研究途徑和方法.
　　(二)利用我們的近紅外

5、可逆熒光探針 Cy-O-ebselen,檢測 HepG2細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的變化對HepG2細(xì)胞凋亡過程的影響.并用Western-blot、細(xì)胞核染色、線粒體膜電位等方法監(jiān)測了在這一凋亡過程中的信號指標(biāo).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 HepG2細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的變化確實(shí)能夠引起細(xì)胞的凋亡,并且我們的探針能夠?qū)@一過程進(jìn)行可視化的監(jiān)測.另外,我們用探針分別實(shí)時(shí)監(jiān)測了肝癌細(xì)胞和肝細(xì)胞在由氧化還原環(huán)境的改變引起的凋亡的可逆性,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在肝癌細(xì)胞中凋亡可以