【摘 要】
:
探针可作为信号分子,在金属离子识别、生物大分子分析、生物分子标记和生物成像等化学、环境和生物医学研究中被广泛应用。共轭有机半导体材料(Conjugated Organic Semiconductors)具有优异的光学性质、环境稳定性和可设计性,成为一类新兴的光学探针,在生物医学光子学中表现出比传统荧光染料更优异的应用潜力。通常,共轭有机半导体分子的化学组成和结构直接决定了其作为探针的紫外吸收波长、
论文部分内容阅读
探针可作为信号分子,在金属离子识别、生物大分子分析、生物分子标记和生物成像等化学、环境和生物医学研究中被广泛应用。共轭有机半导体材料(Conjugated Organic Semiconductors)具有优异的光学性质、环境稳定性和可设计性,成为一类新兴的光学探针,在生物医学光子学中表现出比传统荧光染料更优异的应用潜力。通常,共轭有机半导体分子的化学组成和结构直接决定了其作为探针的紫外吸收波长、荧光量子效率、能级、化学稳定性等重要性质。为了获得在生物医学分析、成像应用中具有更有针对性功能的探针分子,科学家们利用合理的探针分子设计策略和有效的合成手段,对探针分子工程设计的优化,使其具有成像和治疗一体化、增强的生物相容性、水溶性、靶向细胞器等功能。荧光成像通常用于分析在亚细胞水平发生的分子和事件,为非侵入性的生物分析技术提供了较高的时间和空间的分辨率,同时在检测时使用仪器设备简单,信号易读/易识别、灵敏度高,是非常重要的临床医学影像手段之一。由于电子激发单重态到三重态的系间窜越,探针分子不仅会产生荧光发射,还会产生光动力治疗效果。光动力治疗有良好的可控性、较低的毒副作用,并能够避免肿瘤细胞的耐药性。但是,多数有机共轭半导体光敏剂在进行成像和治疗应用中,会对非靶向组织产生光毒性;有机半导体分子间聚集不仅会导致荧光猝灭,也会导致过氧自由基(ROS)或单线态氧产率降低。为了解决上述问题,本文设计制备了含有苝二酰亚胺(PDI)、吡咯并吡咯二酮(DPP)、苯并[c][1,2,5]噻二唑(BT)这三种不同电学特性的结构单元的共轭有机小分子探针,在细胞或小鼠肿瘤模型上验证其具有荧光成像和光动力治疗一体化性能。本论文研究内容主要包括以下三个方面:1、苝二酰亚胺(PDI)衍生物的生物成像及光动力治疗的应用。利用新型苝二酰亚胺衍生物49-Py和49-Py-PDI-a,研究其溶液和纳米颗粒的相关性质并将49-Py-PDI-a纳米颗粒应用于生物成像和光动力治疗的实验中。体外和体内实验都充分表明,49-Py-PDI-a NPs可以能够靶向富集到肿瘤部位进行荧光成像,同时产生了单线态氧能有效杀死肿瘤细胞。49-Py-PDI-a产生单线态氧可能由分子扭曲和形成醌式结构造成的。2、两亲性吡咯并吡咯二酮(DPP)衍生物的生物成像及光动力治疗的应用。我们成功合成了含吡啶季铵盐阳离子的有机共轭小分子吡咯并吡咯二酮(DPP)衍生物。通过化学键的方式连接了溴乙烷,有效地解决了有机化合物水中溶解性的问题。此外,由于阳离子部分与线粒体负膜的结合,ethyl-BD-DPP可靶向作用于线粒体。研究结果表明ethyl-BD-DPP NPs单线态氧效率达到52.26%,发射波长范围在610-680 nm。另外,细胞实验明确表明ethyl-BD-DPP NPs能够在细胞线粒体中进行荧光成像,并且浓度越高的ethyl-BD-DPP NPs对Hela细胞的杀死效果越好。3、水溶性有机荧光染料苯并[c][1,2,5]噻二唑(BT)的衍生物的合成、性质研究及生物应用。为了调控共轭有机分子的能级、光谱等性质,我们选择苯并[c][1,2,5]噻二唑(BT)为结构单元,通过插入噻吩杂原子环,合成了一组共轭有机分子M1和M2并比较了它们的物理化学性质。之后,选择1-(3-三甲基铵丙基)-4-甲基吡啶二溴化物和分子M2进行共价键连接后,使得M2的堆积作用减弱,很好地解决了有机小分子在水中溶解性差的问题。细胞实验表明M3能够在细胞中产生单线态氧,可以对细胞有治疗的效果,并能有效地在细胞膜上进行双光子荧光成像。
其他文献
本文采用量子计算化学方法的密度泛函理论及含时密度泛函理论,设计了具有双重功能的冠醚衍生物荧光分子传感器,并对此类分子器件传感机理及分子开关等功能进行了理论计算与结果分析。首先,以蒽-席夫碱-氮杂18-冠-6为基底从理论上设计一种新型传感功能的分子器件(L_1),研究了它与二价铜离子的相互作用,并构成配合物L_1/Cu2+(L_2)。在M06-2X/6-311(d,p)/SDD水平上对自由配体(L_
随着太空碎片清理以及故障航天器维修等自主在轨服务需求的不断增长,面向非合作目标定位与抓取的视觉测量方案已成为空间机器人技术的研究重点。与合作目标器不同的是,非合作目标通常不具备易于识别的合作靶标以及三维结构先验信息,这给航天器交会过程中的稳定识别与鲁棒定位带来了严峻挑战。三维重建技术能够有效恢复出目标的三维模型,随着其精度及效率的提升,结合多视图重建的位姿测量方案越来越受到研究者们的关注,本论文在
天然气(CH_4)作为连接传统能源和可再生能源的桥梁,在全球范围内开始发挥出越来越重要的作用。目前负载PdO催化剂因其在CH_4催化氧化反应中展现出了最佳的催化活性而引起众多关注,但天然气是一种成分很复杂的混合气,它含有微量的含硫物质,比如H_2S、SO_2等。含硫物质是绝大多数金属催化剂的天敌,当负载PdO催化剂吸附了天然气中的含硫物质后,它根本无法抵御那些毒物的毒化作用而导致中毒失活。以往对负
低空风切变是指在600m高度以下短时间、小尺度范围内风速或风向急剧变化的大气现象,它严重影响航空器起降及飞行安全。相干激光雷达能在晴空条件下对大气风场实现精确测量,是民航机场检测风切变的有效工具。论文主要从检测风切变和风切变类型识别两个方面进行研究,设计实现相干激光雷达风切变预警算法和类型识别算法。首先,对传统风切变预警算法可能存在的误差进行分析,提出基于主成分分析和相位差校正法的风切变预警算法。
叶片-轮盘-转轴系统是透平机械的基本结构,在工程实际中具有广泛的应用。此类结构在工作时高速旋转,承受巨大的离心力和气动力,此外,结构还要承受高温、高压等恶劣环境,极易受到破坏。随着现代旋转机械设计理念的发展,人们在研究转子系统时,往往不再将叶片、轮盘和转轴分开考虑,而是建立能够体现三者之间耦合振动关系的动力学模型。轴承和机匣是旋转机械不可或缺的结构,它们为转子系统提供的支撑,也对转子的动力特性产生
近年来,随着对各种复合材料的深入研究,电化学传感器得到了进一步发展。单一材料越来越不能满足科研要求,具有各种特性的材料通过混合从而表现出协同作用使电化学传感器具有更为优良的性质。温敏聚合物指的是一类溶解性随温度的变化而变化的“智能”型聚合物,纳米材料由于其独特的小尺寸、表面、量子尺寸等效应往往具有优良的电子传递和电催化功能。在本文中,我们制备了温敏聚合物/纳米复合材料,再修饰于电极上形成具有优良的
雅鲁藏布江蛇绿岩带的地幔橄榄岩中普遍发育辉石岩脉,本论文对雅鲁藏布江蛇绿岩出露的辉石岩脉开展了详细研究。通过野外调查和室内岩相学与地球化学研究,得出了以下主要认识:论文所研究的辉石岩脉产出于雅鲁藏布江蛇绿岩带的东波、普兰、路曲、大竹曲、仁布、泽当蛇绿岩体。辉石岩脉主要呈脉状侵入地幔橄榄岩,围岩主要为方辉橄榄岩,在大竹曲蛇绿岩体偶尔可见围岩为纯橄岩。根据辉石岩脉岩性可分为单斜辉石岩脉、二辉辉石岩脉和
研究区位于新疆若羌白山地区,地处塔里木板块东北部、敦煌陆块北缘被动陆缘带,处于古元古代变质基底上裂解形成的北山古生代裂谷构造带核部,具体在笔架山-红柳园晚泥盆世-二叠纪板内裂谷带。研究区属于无人区,研究程度低,地球化学基本处于空白状态,可以更有效直观的反映土壤地球化学测量对研究区的作用和意义。根据研究区土壤中单元素异常特征,可以得出以下结论:研究区土壤中Cu、Co、Mo、W元素异常个数较多,其异常
针对土壤盐渍化严重影响了宁夏银北灌区土壤环境和作物产量的问题。本文通过对比试验,研究太阳能暗管排水对油葵、玉米田间地下水埋深、地下水矿化度、土壤全盐量和土壤粒径分布等土壤环境的改善作用,及对油葵、玉米产量和生长指标的影响,并使用AquaCrop模型优化惠农当地太阳能暗管排水条件下的油葵、玉米灌溉制度,为太阳能暗管排水技术在当地的推广和油葵、玉米的种植提供依据与指导。主要研究结果如下:1.采用对比试
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种直接将蕴藏在燃料中的化学能转化为电能的能量转换装置,由于电池运作时的产物为H_2O和CO_2,对环境影响小,故该燃料电池有21世纪绿色能源技术之美誉。SOFC工作温度可处于中温(500700℃)或高温(≥700℃)。当温度高于600℃,碳氢燃料能够发生部分氧化重整反应产生H_2、CO等合成气,为碳氢化合物作为直接燃料提供了可能性。同时SOFC的燃料来源十分广泛,