基于亚甲基蓝染料的次氯酸近红外荧光探针的设计合成与成像应用研究

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荧光成像技术因其独特的优势,如极高的灵敏度,优良的选择性,良好的时空分辨率,可实现生物样品的无损成像,在分析化学,生物医学中得到了越来越多的应用。而相较于传统的荧光探针,近红外荧光探针(λex>650 nm)具有更低的光毒性,更深的穿透深度和更小的背景荧光。因此具有更大的成像优势,能够在活体层面为化学家,生物学家和临床医学诊断提供更全面,更准确的成像信息。亚甲基蓝染料是一种新型的近红外荧光染料,具有优良的光物理性质,它的激发波长大于620 nm,发射波长位于近红外区(约685 nm)。近年来也被用于构建新型的近红外荧光探针。次氯酸,在生物体内主要由髓过氧化物酶催化H2O2与Cl-反应产生。体内次氯酸含量的异常会导致各种疾病的产生,比如帕金森病,炎症,癌症等。因此,人们对生物体内HCl O的检测越来越重视。因此,本论文设计合成了两种基于亚甲基蓝染料的近红外次氯酸荧光探针。具体内容如下:(1)在本论文的第二章中,我们设计合成了一例用来检测HCl O的近红外荧光探针Alkyne-NIR-HCl O。探针Alkyne-NIR-HCl O对次氯酸呈现出优异的灵敏度,其体外测试中线性检测范围为5.0×10-8至2.0×10-6 M,检出限可达20 n M。该探针对次氯酸显示出高度的选择性,其他常见活性氧类物质无明显干扰。同时,探针Alkyne-NIR-HCl O被成功地应用于He La细胞中外源性次氯酸以及巨噬细胞中内源性次氯酸的成像检测。最后,该探针被进一步应用于小鼠肝脏组织以及活体小鼠炎症中的次氯酸成像检测,取得了令人满意的结果。其中,该探针在组织中检测次氯酸时,成像深度可达99μm。(2)在本论文的第三章中,我们以半乳糖单元作为肝细胞靶向基团,设计合成了一例肝细胞靶向的次氯酸近红外荧光探针Gal-NIR-HCl O。实验结果表明,探针Gal-NIR-HCl O对次氯酸显示出优异的灵敏度,其体外测试中线性检测范围为4.0×10-8至2.0×10-6 M,检出限可达15 n M;同时探针对次氯酸显示出高度的选择性,其他常见活性氧类物质无明显干扰。另外,该探针对肝细胞具有优异的靶向性能,并且能够实现肝癌细胞中内源性次氯酸的成像检测。最后,探针Gal-NIR-HCl O被成功应用于肝脏组织中次氯酸的检测,成像深度可达108μm。
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