小分子荧光探针的合成及其在生物中的应用

发布时间：2025-05-01 14:16

　　本文从对苝酰亚胺的修饰入手,合成了新型的荧光探针并将它们应用于生物细胞成像。1.详细论述了荧光探针的发光原理,以及荧光探针的响应方式,并对最近几年的研究进行了综述,阐明了课题的选择原因。2.合成了湾位氯原子取代的含有吗啉基团的荧光探针M-PBI,并将其用于溶酶体成像。该探针合成简单,对pH有着灵敏的响应,在pH 3-5.86之间有着良好的线性关系。经计算pKa为4.73,符合溶酶体中pH微环境,可用于细胞溶酶体成像。此外该探针具有优异的光稳定性,3h内没有任何荧光的淬灭,以及高选择性、可逆性和抗干扰能力,这能极大程度降低细胞内的干扰。同时由于MPBI只在酸性条件下拥有水溶性的特点,该探针可以作为免洗染料用于体内成像。M-PBI在4T1细胞中的应用成功的表明M-PBI可用于检测细胞内溶酶体的pH。3.气体信号分子NO在细胞中占据重要地位,NO的紊乱表达会对生理机能产生影响,为了能够监测细胞内的NO,合成了具有肼修饰的苝酰亚胺(PBI)衍生物探针N-PBI。由于肼官能团的引入,N-PBI形成D-π-A结构,使得与传统PBI衍生物相比有较大的光谱红移。该探针斯托克斯位移大,pH稳定性强,能够最...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 光致发光:理论与原理
    1.2 荧光的基本概念
        1.2.1 荧光染料的基本参数
        1.2.2 淬灭和光漂白
        1.2.3 荧光的溶剂化效应
        1.2.4 共振能量转移(RET)
    1.3 荧光探针
    1.4 有机小分子荧光染料
        1.4.1 苝四羧酸二酐的合成,性质和应用多样性
    1.5 基于荧光探针的最新应用
    1.6 选题目的及意义
第二章 吗啉修饰的四氯代PBI探针的合成及其在p H传感中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器与试剂
        2.2.2 探针的合成与表征
        2.2.3 紫外和荧光光谱的测定方法
        2.2.4 细胞培养方法
        2.2.5 细胞毒性的测试方法
        2.2.6 溶酶体共定位实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 pH对 M-PBI的 uv-vis光谱的影响
        2.3.2 pH对 M-PBI荧光光谱的影响
        2.3.3 探针的线性范围
        2.3.4 M-PBI的光稳定性与可逆性
        2.3.5 M-PBI的选择性
        2.3.6 细胞毒性
        2.3.7 M-PBI的4T1 活细胞成像
        2.3.8 溶酶体共定位实验
    2.4 本章小结
第三章 肼修饰的PBI探针的合成及其在NO传感中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器与试剂
        3.2.2 探针的合成与表征
        3.2.3 紫外和荧光光谱的测定方法
        3.2.4 NO体外响应测试
        3.2.5 细胞毒性的测试方法
        3.2.6 活细胞荧光成像测试方法
        3.2.7 活细胞外源性NO成像方法
        3.2.8 活细胞内源性NO成像方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 N-PBI在溶剂中的不同光谱
        3.3.2 探针N-PBI的测试溶剂和SNP当量的选择
        3.3.3 探针N-PBI对 NO的响应
        3.3.4 探针N-PBI对 NO的选择性
        3.3.5 pH对探针N-PBI的光谱影响
        3.3.6 探针与NO响应的机理探讨
        3.3.7 探针N-PBI的细胞毒性
        3.3.8 N-PBI对细胞内NO的成像
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
附录 本文中主要化合物的1H、13C以及MS图谱
攻读硕士学位期间发表的科学研究成果
致谢



本文编号：4042417