小分子荧光探针的合成、应用及其纳米功能化研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yongheng0106
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生物分子如硫醇、糖等在生物体的代谢过程及人的生理活动中均发挥十分重要的作用。近年来,对环境和生物样品中生物分子的检测引起人们广泛关注,针对其选择性、高灵敏度定量方法也迅猛发展。其中,荧光检测法以操作简便、灵敏度高成为对其定性定量的重要方法。本文以马来酰亚胺作为识别基团,分别选用萘酰亚胺和香豆素为荧光团,设计合成了两类荧光增强型探针用于对硫醇的检测。通过将荧光探针共价键合到纳米二氧化硅上,制得纳米荧光材料用于对糖的检测。  探针NMP以萘酰亚胺为荧光团、马来酰亚胺为受体,可以实现对三种硫醇(GSH、Cys、Hcy)的定性定量检测。硫醇的加入使得探针在540nm处的荧光显著增强(60倍),其他生物共存分子或离子对探针的光谱几乎没有影响,因此探针NMP可以用于对硫醇总量的检测,在生理条件下具有较高的检测灵敏度,其检测限可低至10-9 mol/L。  通过将马来酰亚胺直接与香豆素相连设计合成了探针CMP用于对Cys的选择性检测并研究了其反应机理。由于受体和荧光团之间的光诱导电子转移过程(PET),导致探针CMP本身荧光较弱。硫醇分子通过与探针CMP之间的Michael加成反应(<60 s)生成硫醚抑制了PET过程,使得体系在495 nm的荧光明显增强(约35倍)。通过分子内亲核取代反应,Cys与探针分子的硫醚加成产物进一步反应生成氨基取代产物,导致荧光增强超过200倍,从而实现其与GSH和Hcy的区分检测。共聚焦成像结果表明探针CMP可用于对活细胞内Cys的检测。  以萘酰亚胺为荧光团、苯硼酸为受体的分子探针与纳米二氧化硅微球共价键合制得了纳米荧光探针实现对果糖和山梨醇的选择性检测。研究了探针分子与纳米材料之间连接臂的长短、探针键合量及纳米材料的粒径对检测结果的影响,结果表明,纳米材料粒径为100 nm时检测效果最佳,连接臂的长短与探针键合量对检测结果影响较小。
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