新型粘度和硫化氢荧光探针的设计合成及应用

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1、学校代号10532学号S151100945分类号密级硕士学位论文新型粘度和硫化氢荧光探针的设计合成及应用学位申请人姓名高采培养单位化学化工学院导师姓名及职称蒋健晖教授学科专业化学研究方向有机小分子荧光探针论文提交日期2018年5月学校代号：10532学号：S151100945密级：湖南大学硕士学位论文新型粘度和硫化氢荧光探针的设计合成及应用学位申请人姓名：高采导师姓名及职称：蒋健晖教授培养单位：化学化工学院专业名称：化学论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年5月答辩委员会主席：吴海龙教授Design,SynthesisandApplic

2、ationofNovelFluorescentProbesforViscosityandHydrogenSulfidebyGAOCaiB.S.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorJIANGJian-huiMay,2018硕士学位论文摘要在过去数十年间，

3、荧光探针在生物医学和化学等领域发挥了至关重要的作用。荧光探针技术已经成为一种重要的生物医学工具，广泛应用于分子，细胞，甚至生物体的生物学研究。细胞内粘度基本上控制着所有扩散介导的过程，不正常的粘度可以反映功能失调的状态，并与多种疾病密切相关。细胞内粘度值是许多不同的疾病的潜在生物标志物，而异常的溶酶体粘度则是溶酶体存在疾病、炎症甚至于癌症的标志。因此针对溶酶体微环境的粘度的靶向检测具有重要的医学研究意义。本论文设计并合成了两种新型靶向溶酶体粘度荧光探针Lyso-AIE1和Lyso-AIE2。探针以四苯乙烯衍生物和2个水溶性增强剂为基本骨架结构，以吡啶

4、或吲哚作为溶酶体靶向基团。这两个探针在非粘性介质中只有微弱的发射，在粘性介质中发射信号得到了极大的增强，这是由于分子内运动受到限制。在体外模拟生理条件下，检测探针对粘度的响应情况，探针的pH稳定性及极性独立性。此外，还探讨了探针Lyso-AIE2在活细胞中监测溶酶体粘度的能力，并论证了它在不同刺激条件下的细胞自噬的应用。这些探针可以为溶酶体相关的生理和病理过程的原位和实时研究提供一个有用的研究方法。活性硫物种（RSS）是生物体内一类含硫的生物分子的通用术语，生命体内的内源性活性硫物种在生理代谢过程中发挥着至关重要的功能。硫化氢（H2S）是一种常见的生

5、物体内活性硫物种。生物体内，代谢过程中会产生内源性硫化氢气体，并且生理浓度范围内的硫化氢与很多生理学或病理学过程有关。硫化氢的失调，无论是高浓度或者是低浓度，都与许多疾病相关。因此，迫切需要开发精确度高和可操作性强的方法来跟踪生理过程中H2S的生产、分布和运输，以阐明其生理和病理作用的分子机制。本论文基于硫化氢的还原性质，选用萘酰亚胺为荧光团，对叠氮基苄基为识别位点，以N-(2-氨基乙基)吗啉为靶向基团，成功设计合成了一种高选择性的新型靶向溶酶体硫化氢荧光探针。探针SN-N3能够高选择性和高灵敏度的检测活细胞中硫化氢。同时探针SN-N3具有非常大的斯

6、托克斯位移（100nm）并且对pH稳定等优点。此外，实验证明该探针还具有良好的溶酶体靶向性和低细胞毒性，并成功用于活细胞荧光成像。因此，探针SN-N3可以提供一种新型的、选择性好和灵敏度高的靶向溶酶体硫化氢检测方法。关键词：粘度；溶酶体；聚集诱导发光；活性硫物种；硫化氢；萘酰亚胺II新型粘度和硫化氢荧光探针的设计合成及应用AbstractInthepastdecades,fluorescentprobeshaveplayedanimportantroleinavarietyoffields,suchaschemistry,biology,enviro

7、nment,andmedicine.Fluorescenceprobetechnologyhasbecomeanimportantbiomedicaltool,whichiswidelyusedinthebiologicalresearchofmolecules,cellsandevenorganisms.Intracellularviscositybasicallycontrolsalldiffusion-mediatedprocesses,andabnormalviscositycanreflectdysfunctionalstate,which

8、iscloselyrelatedtoavarietyofdiseases.Intracellularvisc