具有生物检测功能的小分子荧光探针的设计合成与性能研究

发布时间：2019-01-05 00:09

【摘要】：荧光分析法由于其高度选择性、灵敏度高、原位检测、操作方便快捷等优点,已被广泛应用于生物分析检测中。其中具有优异性能的荧光探针分子是实现高灵敏荧光分析检测的关键,氧杂蒽类荧光染料如罗丹明类物质以其独特的结构和优良的光电性能,成为小分子荧光探针的候选之一。目前已有的小分子荧光探针大多数为脂溶性分子,在实际应用时多需用有机溶剂溶解才能实现检测,存在生物相容性不好等问题。因此,我们在非水溶性荧光探针的设计和制备的基础上,进一步探索了新型水溶性荧光探针分子的设计、制备和应用性能,以期获得具良好生物相容性和高灵敏度的水溶性荧光分子,为生物样本的在线检测提供候选探针。主要工作内容包括以下几个方面:1.以罗丹明B为母体,通过改变苯甲醛对位的基团如甲基、硝基、醛基、苯基、卤素等,利用席夫碱反应,设计合成了 6种汞离子(Hg~(2+))荧光探针。用核磁共振谱、高分辨质谱对产物结构进行分析表征,采用紫外可见分光光度法和荧光分光光度法研究了探针分子与汞离子的络合性能、检测范围、检测限和选择性,并探究取代基团的推拉电子效应对探针检测灵敏度的影响作用。其中荧光探针3',6,-双(二乙氨基)-2-((4-甲基苯亚甲基)氨基)螺[异吲哚-1,9'-占吨]-3-酮(以下简称探针L1)与汞离子结合的络合比为1:1,络合常数为3.24X 103 M-1,检测范围为0.050-140 μM,检测限为0.050 μM,线性相关系数R2=0.9866,说明探针L1对汞离子表现出有着良好的选择性和抗干扰性。激光共聚焦荧光成像结果表明,探针L1能成功的穿透细胞膜,有可能应用于EC109细胞的检测中。2.由于上述6种分子均为脂溶性的,在检测中需采用有机溶剂将物质溶解,为了提高生物相容性,减少有机溶剂在检测过程中的使用率,我们向探针分子上引入亲水性的乙氧基,以提高目标探针的水溶性。通过席夫碱反应,先后设计并合成3种水溶性的荧光分子,以期在水溶液条件下实现对汞离子的测试。结果表明,探针3',6'-双(二乙氨基)-2-((4-甲酸聚乙二醇酯基苯亚甲基)氨基)螺[异吲哚-1,9'-占吨]-3-酮(以下简称探针P2)在纯水中的溶解度为6.25×10-5 g/mL,其与汞离子的络合比为1:1,络合常数为0.93X 103 M-1,检测条件为全水环境,检测范围为0.17-140 μM,线性相关系数为R2=0.9971,检测限为0.17μM,说明探针P2在全水环境下,无需添加有机溶剂,实现对水溶性生物样本中汞离子的灵敏检测。3.此外,本文还以罗丹明B和吡咯-2-甲醛为原料通过席夫碱反应合成了 1种新型铜离子荧光探针3',6'-双(二乙氨基)-2-(N-甲基吡咯基)螺[异吲哚-1,9'-占吨]-3-酮(以下简称探针L10),该探针可以在乙醇溶液中检测铜离子(Cu~(2+)),乙醇可以与水无限互溶并具有良好的生物相容性。用核磁共振谱、高分辨质谱对产物结构进行分析表征,利用紫外可见分光光度法和荧光分光光度法探究该荧光探针的性能。该探针的络合常数为1.18 × 103 M-1,检测范围为0.17-180 μM,线性相关系数为R2=0.9899,检测限为0.17 μM,能够实现裸眼检测,为水溶性生物样本中Cu~(2+)的可视化检测提供候选探针。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

【相似文献】