铜离子和硝基还原酶荧光探针合成与应用研究

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荧光分析法具有高选择性和高灵敏度,样品用量少、合成简单、成本低、无创性等优点,并广泛的应用于环境以及生物体中阳离子、阴离子、中性分子、蛋白质和DNA等的定性定量分析。罗丹明B类荧光探针属于呫吨染料,成本低,具有良好的光稳定性,高的摩尔消光系数,激发和发射都在可见光区等优点,广泛应用于各种物质的检测。而1,8-萘酐荧光团具有很好的平面构型,稳定性好,量子产率高,Stocks位移大。基于它们良好的光物理和光化学性质,本文选择这两种母体作为荧光探针进行探究。本文设计合成两个罗丹明B类化合物RBO和RBC。RBO探针具有长的发射波长、高选择性、良好的水溶性及生物相容性等优点。相较于其它金属离子探针,RBO探针对Cu2+有非常好的选择性和灵敏度。在乙腈/水=1:1(v/v)PBS缓冲溶液(10 m M,p H=7.0)体系中加入铜离子(Cu2+)后,RBO螺内酰胺环打开并释放出强烈的荧光。Job’s plot实验、循环实验及核磁共振图谱均能证明铜离子与RBO形成了RBO-Cu2+复合物。经过计算可知其检测限为2.8×10-10M,远低于世界卫生组织(WHO)设定的饮水中Cu2+含量标准。进一步地,本文利用RBO检测玉米根中的Cu2+,发现当玉米根中吸收大于1000μM的Cu2+时,Cu2+主要累积在玉米根上皮组织。当玉米根中吸收小于1000μM的Cu2+时,Cu2+主要出现在维管组织。该探针可成功检测玉米根部Cu2+的累积情况,对了解植物体中Cu2+的吸收、传递和储存具有非常重要的作用。微生物体中Cu2+的过量积累会抑制其体内硝基还原酶(NTR)活性,而微生物体内硝基还原酶的含量对其生长发育起着非常重要的作用。因此本文设计合成基于4-溴-1,8-萘酐的荧光探针FO用于NTR的检测。该探针由4-硝基苄溴和4-羟基萘二甲酸酐衍生物反应生成。经过严格的筛选,我们选择PBS缓冲溶液(10 m M,p H=7.0,DMSO含量5%)进行体外测试,测试温度37°C。在NADH存在的条件下,探针FO对硝基还原酶具有高度的选择性和灵敏度,其检测限低至34 ng/m L。
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