型的硫化氢分子荧光探针的设计 合成及性能研究分析

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1、NoVelMolecularFluorescentProbesforHydrogenSulfide：MolecularDesign，SynthesisandPropertiesbyQiYrueB．S．(HubeiUniVersity)2011AthesissubmittedinpanialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMastorofScience1nAnalyticalChemistrytheGraduateSchoolofHunaJlUniVersitySupen，isorAssociateProfessorLiJishanJune

2、，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：寸谚日期：为舻年∥月垆日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描

3、等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：啼均日期：hM年月垆日导师签名：砖魁出日期：扣Ⅳ年月矽日硕士学位论文摘要硫化氢(H2S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(NO)之后的第三种内源性产生的气体信号分子。为了了解H2S重要的生理和病理作用，追踪和测定生命体系内的H2S非常关键。传统的检测方法如基于亚甲蓝的分光光度法、基于纳米管的电化学检测法等虽然可实现H2S的灵敏检测，但大多数无法实现在线分析和实时监测，而且还可能对生物样品产生损伤。相比之下，荧光光谱法具有操作简单、高的时空分辨能力、高灵敏、

4、能实时成像等优点，而且可实现活细胞或组织中对目标分子的无破坏性检测。基于不同的设计策略，如H2S的强的还原能力、强的亲核能力等，目前已经产生了很多H2S的分子荧光探针。这些探针有些可以实现H2S的体外检测，有些可以实现细胞内的H2S检测，有些甚至可以实现亚细胞器内的痕量检测。然而，目前靶向亚细胞器的分子荧光探针还很少，而且一般的设计策略是将细胞器特异性靶向基团修饰到探针分子，然后由靶向基团牵引探针进入特定的细胞器进行检测。在这一策略中，不完美的靶向和目标分析物非特异性的分布使检测过程中不可避免地存在着来自于细胞质和其他细胞器中的背景荧光。另外，生物体系的复杂性让很多分子探针望而却步。相比之下

5、，基于双波长变化的比率型荧光探针可以有效地解决这一问题。虽然，目前报道了一些比率型荧光探针，但是大多数比率型分子荧光探针的响应时间较长。因此，开发出响应更快、现象更明显、实用性更高的分子探针仍然十分重要。针对亚细胞器中H2S的检测面临的问题及复杂生物体系H2S分子探针的研究现状，本论文开展如下工作：(1)基于罗丹明衍生物酸性条件下开环的性质和H2S还原．N3为．NH2的能力，发展了一种H+和H2S同时激发的靶向溶酶体的分子荧光探针Lyso．Rh．H2S。在这一设计中，在罗丹明骨架上引入螺环作为的H十识别基团，引入．N3作为H2S识别基团，引入吗啉作为溶酶体定位基团。只存在H+或H2S都不能激

6、发探针因而不能产生荧光增强，除非两者同时存在。由于溶酶体的酸性环境使罗丹明螺环被打开，可实现溶酶体内H2S的特异性检测和荧光成像。(2)基于分子内电荷转移(ICT)机理的比率型分子荧光探针用于复杂生物体系H2S的检测。将香豆素与半花菁染料通过乙撑基团连接起来得到一个新的荧光团。由于存在分子内的ICT过程，这个荧光团发射近红外的荧光。当H2S存在时，与探针分子发生亲核加成反应，破坏其平面结构，阻断IcT过程，使长波长荧光减弱，同时香豆素的荧光增强，实现对H2S的快速的比率和比色检测。关键词：分子荧光探针：硫化氢；罗丹明；溶酶体；香豆素；分子内电荷转移ⅡAbstractHydrogensulfi

7、de(H2s)isthethirdendogenouslyproducedgaseoussi圣nalingmoleculefollowingthetwoweIl-l(no啪gaseotransmitters：nitricoxide甜O)andcarbonmonoxide(CO)．Inordertounderstanditsimportantphysiologicalandpath0109icalrole，it