【摘 要】
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荧光探针在生物领域中的应用占有重要的地位,而生命体中一些重要物质(活性氧、酶等)又与生理病理过程息息相关,因此开发这些重要物质的荧光检测具有意义。由于传统的荧光探针的发射大部分在短波长区域,这很大限制了它们的应用,然而近红外荧光探针具有穿透强、生物自发荧光低等特性促进了荧光探针在生物体内荧光成像的发展。基于此,本文以BODIPY类和氧杂蒽类荧光团合成了两个用于检测生物分子的近红外荧光探针,同时设计
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荧光探针在生物领域中的应用占有重要的地位,而生命体中一些重要物质(活性氧、酶等)又与生理病理过程息息相关,因此开发这些重要物质的荧光检测具有意义。由于传统的荧光探针的发射大部分在短波长区域,这很大限制了它们的应用,然而近红外荧光探针具有穿透强、生物自发荧光低等特性促进了荧光探针在生物体内荧光成像的发展。基于此,本文以BODIPY类和氧杂蒽类荧光团合成了两个用于检测生物分子的近红外荧光探针,同时设计合成一个新型近红外氧杂蒽荧光染料。主要研究工作概括如下:首先,设计合成了一个BODIPY类近红外荧光探针(BDP)用于羧酸酯酶(CEs),探针BDP的乙酰基作为CEs识别基团。探针BDP对CEs表现出良好的选择性,荧光强度对CEs浓度在0.3-2.0 U/m L范围内有良好的线性,检测限为0.066 U/m L。通过高分辨质谱(HRMS)和密度泛函理论(DFT)计算探究了荧光探针BDP对CEs的响应机理。更重要的是,探针BDP在细胞线粒体中聚集并成功用于细胞和大型溞的内源性CEs荧光成像。其次,开发了一种对次氯酸(ClO-)具有快速响应、选择性高的氧杂蒽近红外荧光探针(CL-1),探针CL-1的二甲基氨基硫代甲酰基作为ClO-识别基团。探针CL-1响应ClO-后吸收峰从550 nm红移至670 nm处,730 nm处的荧光强度对ClO-浓度0-40μM范围有良好的线性,检测限为1.81μM,在p H=8条件下检测限可降低至0.146μM。另外,光稳定性实验结果表明荧光探针CL-1具有优良光稳定性能。我们通过高分辨质谱(HRMS)研究了探针CL-1对ClO-的响应机理。更重要的是,探针CL-1成功应用于RAW 264.7细胞中内外源性次氯酸荧光成像检测。最后,我们设计并以两种路线合成出一个新型氧杂蒽类近红外荧光染料(TM-1)。荧光染料TM-1的吸收和发射比已报道的荧光染料(RM)更为红移,达到了近红外区域,而且具有优良光稳定性能。此外,我们通过细胞毒性实验以及细胞荧光成像实验证明了荧光染料TM-1具有低的细胞毒性以及良好的细胞膜通透性,研究结果为该染料的后续荧光检测和荧光成像提供前期基础。
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