咔唑類(lèi)雙光子熒光探針的合成及其在細(xì)胞成像中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，雙光子生物熒光顯微成像技術(shù)作為一種新型非線性光學(xué)成像方法，已廣泛用于生物活細(xì)胞、組織的長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)三維成像，并且發(fā)展迅速。越來(lái)越多的生命科學(xué)者更深刻的認(rèn)識(shí)到雙光子熒光顯微技術(shù)的優(yōu)勢(shì):低細(xì)胞損傷、大成像深度、低背景噪音以及可用于活細(xì)胞或組織長(zhǎng)時(shí)間三維成像等，而與其相依存的雙光子熒光探針的研究隨之成為材料學(xué)家的關(guān)注點(diǎn)，以便更好的輔助雙光子顯微鏡的應(yīng)用。
　　熒光顯微成像技術(shù)主要應(yīng)用于細(xì)胞、組織以及活體等的成像，其中細(xì)胞是生物研究

2、的基礎(chǔ)?？蓱?yīng)用于單光子熒光共聚焦成像的熒光探針已有很多，并已經(jīng)商品化廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，也有許多新型靶向細(xì)胞中各種分子、細(xì)胞器、信號(hào)以及其他結(jié)構(gòu)的熒光探針在不斷的報(bào)道，但雙光子熒光探針還比較少，同時(shí)也存在一些問(wèn)題，因此研究新型的具有較好的雙光子性能的熒光探針是目前亟待解決的問(wèn)題。本文結(jié)合咔唑衍生物的共軛特性，合成具有一定靶向性的雙光子熒光探針，主要是靶向細(xì)胞器:線粒體、細(xì)胞核和溶酶體。
　　吡啶陽(yáng)離子鹽型化合物因含有正電荷而能與細(xì)胞

3、內(nèi)某些帶電分子或結(jié)構(gòu)靜電結(jié)合，據(jù)此人們?cè)O(shè)計(jì)合成了許多熒光探針，其中包括線粒體和核酸探針。線粒體是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和儲(chǔ)存鈣離子的場(chǎng)所，在細(xì)胞的生命過(guò)程中起到重要的作用。細(xì)胞核是真核細(xì)胞中最大、最明顯和最重要的細(xì)胞器，是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)核酸廣泛分布的區(qū)域。因此檢測(cè)線粒體和細(xì)胞核對(duì)于研究細(xì)胞生理病理狀態(tài)和遺傳有重要意義。目前商品化和已報(bào)道的線粒體/核酸熒光探針已很多，但是這些探針多單一的定位于活細(xì)胞或死細(xì)胞的線粒體或者靶向線粒體上的某些物質(zhì)而發(fā)

4、光。本文開(kāi)發(fā)了一種既可以在活細(xì)胞中成像線粒體，又可以在死細(xì)胞中成像細(xì)胞核的雙光子熒光探針:在體外測(cè)試了其與DNA/RNA作用的熒光光譜，證明與核酸分子一定作用;在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行了熒光成像實(shí)驗(yàn)，包括死、活細(xì)胞成像和與商品化探針的共染成像，證明了探針可以在活細(xì)胞中靶向線粒體，死細(xì)胞中靶向細(xì)胞核。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)其細(xì)胞內(nèi)定位區(qū)域以及應(yīng)用。
　　吡啶和苯并咪唑結(jié)構(gòu)中含有不飽和N，易于發(fā)生質(zhì)子化結(jié)合H離子，因此能被用來(lái)識(shí)別酸性環(huán)境中的H+，如溶

5、酶體這類(lèi)質(zhì)子富集的細(xì)胞器，可用這類(lèi)分子檢測(cè)。溶酶體中含有多種酸性水解酶，是細(xì)胞內(nèi)消化作用的主要場(chǎng)所，對(duì)維持細(xì)胞正常的代謝活動(dòng)以及防御微生物有重要意義。目前已有很多關(guān)于溶酶體以及酸性范圍pH熒光探針的報(bào)道，但是雙光子探針還較少，本文開(kāi)發(fā)了一種能定位到溶酶體上的具有雙光子性質(zhì)的熒光探針:在體外測(cè)試了不同pH值下的熒光光譜，同時(shí)排除了一些細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中金屬離子的干擾;在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行了熒光成像實(shí)驗(yàn)，同時(shí)與商品化的探針共染來(lái)顯示定位區(qū)域，綜合各實(shí)驗(yàn)推