一种具有近红外荧光的高效超分子人工光捕获体系构筑及高尔基体成像研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taixiangle
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,超分子化学发展迅速,已成为化学学科的一个重要分支。超分子化学主要研究两种或两种以上分子之间通过非共价键形式的作用,具有构筑方法简便,易于可逆调控、自修复等优点。在50多年的发展中,超分子化学经历了冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲、柱芳烃五代经典大环主体分子。杯芳烃作为第三代大环主体分子,因其空腔大小的可调、易于衍生化、构象可变、分子络合能力良好、能与电中性微粒和带电离子形成主客体包合物等优势而备受关注。光合作用是将自然光的能量转化为化学能的过程,是大自然获取外界能量的主要形式。因此对光合作用的人工模拟是当前化学和能源领域的研究热点之一。光捕获过程是光合作用的第一步,也是十分关键的步骤,因此构筑人工光捕获体系对实现人工模拟光合作用具有重要意义。目前,人工光捕获体系的构筑主要依赖于荧光共振能量转移(F?rster Resonance Energy Transfer,FRET)的原理,使多个荧光给体分子通过FRET作用将能量传递给荧光受体分子,从而实现光捕获的功能。而超分子自组装策略是构筑荧光共振能量转移体系的有效手段之一。因此,通过将FRET中荧光给受体分子引入超分子自组装体系的方式,可在超分子组装体内实现人工光捕获过程,并且通过组装基元的设计,进而实现组装体良好的生物相容性、可逆调节、制备简单、给受体比例可调等优势。近红外荧光不仅具有较小的光学损伤,并且可以规避生物系统的自身荧光,同时具有较强的组织穿透力,适合应用于生物成像。本文中我们设计并且构筑了一种具有近红外发射的高效超分子人工光捕获体系,开发了一种新的能量受体尼罗蓝(Ni B),并将该体系应用于高尔基体成像。全文分为三部分:(1)构筑了基于十二烷基磺化杯[4]芳烃的超分子组装体1,8-NPS–SC4AD。由于疏水作用,SC4AD能够诱导1,8-NPS发生聚集诱导发射增强(Aggregation Induced Emission Enhancement,AIEE),荧光发射显著增强。通过紫外-可见透过、动态光散射(DLS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、ZETA电位的测试,对1,8-NPS–SC4AD组装体进行表征。(2)基于FRET原理,由于1,8-NPS–SC4AD的荧光发射与尼罗蓝(Ni B)的紫外吸收具有高度的有效重叠,构筑了1,8-NPS–SC4AD–Ni B这个具有近红外发射的高效的超分子人工光捕获体系。其中,1,8-NPS–SC4AD作为能量给体,向其中负载Ni B作为能量受体。该体系在PBS溶液中和给/受体的浓度比250:1时,天线效应值最高为33.1,能量转移效率(ΦET)为60.8%。另外用十二烷氧基苯磺酸钠(SDOBS)代替SC4AD构筑了新的光捕获体系1,8-NPS–SDOBS–Ni B,但其光捕获的效率低于1,8-NPS–SC4AD–Ni B。开发的新的光捕获受体Ni B,以及新的光捕获体系可以为之后的超分子人工光捕获体系的研究提供新的思路,并期望应用于生物传感、催化等研究领域。(3)我们将1,8-NPS–SC4AD–Ni B体系引入PC-3细胞中,在活细胞中实现了光捕获效应和高尔基体近红外成像。首先通过MTT法确定其对细胞活性的影响几乎可以不计。并且发现其在动物活体细胞中也能够实现光捕获效应,并能够长时间保持组装体的稳定性和光捕获效果。而1,8-NPS–SDOBS–Ni B由于较弱的组装驱动力和高毒性进入细胞后发生了解聚。通过1,8-NPS–SC4AD–Ni B与高尔基体、溶酶体、细胞核的市售染料进行在细胞体内共染和机理分析,确定了其可以靶向定位在高尔基体。为在动物活细胞中实现光捕获效应提供了可能。
其他文献
半导体光催化降解有机污染物是一种“绿色环保、低廉高效”的策略,在有机染料的降解方面有着广阔的应用前景。常见的有机污染物有:甲基橙、甲基蓝、苯酚、甲醛、罗丹明B等。罗丹明B会引起皮下组织肉瘤的增长,被怀疑是致癌物质。甲基橙结构中含有苯环、及N和S杂原子,分子结构具有代表性。罗丹明B和甲基橙满足朗伯比尔定律。因此,本实验的降解目标污染物被确定为罗丹明B和甲基橙。卤氧化铋(BiOX)光催化剂由于独特的开
学位
宪法的核心不简单只是规定公民权利,亦对公民义务做了详细规定,宪法与我们公民日常生活中的方方面面存在着紧密联系,“法律必须被信仰,否则将形同虚设。”1公民信仰宪法是我们国家顺利开展法治工作的一项非常关键且至关重要的内容,强有力的宪法信仰是实现法治化的必备要素,因此公民法律意识的提升以及宪法信仰的树立显得尤为重要。我认为公民的宪法信仰是指公民发自内心地真诚拥护宪法并且实际践行,我们所有的公民都要牢固树
学位
目的:利用网络药理学及分子对接技术探讨泽泻治疗动脉粥样硬化的作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、Swiss Target Prediction数据库筛选泽泻的活性成分及相关靶点。利用Gene Cards、OMIM、TTD等数据库检索动脉粥样硬化疾病相关靶点,最后得到泽泻与动脉粥样硬化的共同靶点,并进行GO生物进程及KEGG通路富集分析,应用AutoDock Vina软
期刊
富营养化是当今全球湖泊面临的严峻生态环境问题,当湖泊的外源污染得到控制后,沉积物中的营养盐在一定条件下会再释放进入水体,内源污染不容忽视。以太湖为研究对象,按季节进行了全湖(选取16个点)沉积物柱样和上覆水采集,通过室内流动培养实验,探究了沉积物-水界面碳、氮、磷迁移和转化的时空特征并分析了相关影响因素,估算了太湖沉积物全年碳、氮、磷的内源负荷。沉积物-水界面营养盐迁移的时空特征表明:DOC释放通
学位
表面等离激元指的是金属表面自由电子气的集体振荡,当金属结构中的电子在光的激励下发生共振时,金属表面的电磁场振幅比激励振幅大10倍以上,也就是所谓的光学近场增强。近二十年来,基于表面等离激元的研究取得了重大进展,表面等离激元在纳米尺度的光操控、单分子水平的生物探测、亚波长孔径的光透射增强和突破衍射极限的高分辨率光学成像等领域取得了广泛应用。这得益于金属微纳结构的几何性质对光场的振幅、相位以及偏振的灵
学位
安全储粮问题在过去、现在以及将来都会是时代的主题,而害虫防治又是储粮问题中的首要着重点。惰性粉是一大类性质稳定、不易产生化学反应的粉状物质,毒性较低,在谷物上稳定,符合粮食安全和绿色储粮的需要。目前,惰性粉应用于储粮上的研究主要是对硅藻土的作用研究较多,而对其它与硅藻土成分特性不同的惰性粉研究较少。对于惰性粉杀虫机理的研究中,也主要是针对惰性粉处理后昆虫状态的研究较多,对惰性粉性质的研究较少,而若
学位
期刊
在当今信息社会中,需要更多高质量的图像,社交网络的广泛流行使得美颜图像应运而生,美颜图像的恢复已经成为热门的研究课题。本文对美颜图像恢复方法的研究主要分为两个部分,其一是对含噪美颜图像的去噪方法研究,其二是对从美颜图像中还原出原始的未美化之前的图像还原方法研究。经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)提出并使用在信号处理中,由于EMD良好的分解性能,将其拓展
学位
近年来卷积神经网络在图像分类领域取得了突破性进展,但是由于网络模型较大,数据量和计算量导致了算法模型运算效率不高。部分人通过将卷积运算转为矩阵运算,并使用现有的矩阵运算加速架构进行加速,但是这一过程导致了了内存重复调用造成的时序浪费问题,并未完全实现加速的目标。有些人通过算法模型的精简给硬件加速器的设计提供了基础,MobileNet-V2就是其中之一。本文以MobileNet-V2作为算法模型框架
学位
形状记忆高分子(SMP)是一种重要的智能材料,将SMP暴露在外界环境刺激(温度、电场、光、磁场、p H)后能够恢复其初始(永久)形状。基于形状记忆高分子的这种特性,SMP已经广泛应用到各种领域,包括柔性电子、软体机器人、生物医学、航空航天等领域。传统的热响应型形状记忆高分子是通过直接加热的方式促使材料的形状恢复,通过直接加热的方式往往加热效率低且热量不可控。电驱动形状记忆高分子材料由于其独特的电变
学位