几种检测生物巯基化合物的分子荧光探针的合成及其分析应用.pdf

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1、分类号Q鲤5学校代码——1—05—42密级学号2Q!!Q2121Q塞l几种检测生物巯基化合物的分子荧光探针的合成及其分析应用SynthesisandApplicationsofSeveralFluorescentProbesforBiologicalThiols指导老师姓名、职称奎渔遘(整筮2湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一四年五月摘要11111111IlnlIIIllIIIll[0111IlUlIIIY2548285生物巯基化合物如半胱氨酸，高半胱氨酸及谷胱甘肽等在细胞生理和病理过程中发挥着重要作用

2、，能调节细胞内的氧化还原体系保持平衡状态。通过对半胱氨酸、高半胱氨酸及谷胱甘肽的分析检测，从中获得重要的生理病理信息，促进医疗事业的发展。荧光分子探针由于其灵敏度高，选择性好，检测成本低，可实现细胞内定位等优势而倍受关注，已广泛应用于生物医学、环境检测等领域。本论文设计和合成了两个小分子荧光探针，将其应用于半胱氨酸、高半胱氨酸及谷胱甘肽的检测和活细胞成像，主要工作如下：(一)设计合成了两种新型的光致电子转移(PET)型荧光探针l和探针2，并进行了结构确认和光谱性质表征。其中，探针1是由荧光基团7．硝基苯并[

3、1，2，5]恶二唑和4一顺丁烯二酰胺为检测基团组成；探针2由三部分组成，光学性能良好的酰亚胺为发色基团，强吸电子的硝基为检测基团，并引入线粒体导向基团三苯基磷盐。(二)探针1是一种turn—on型荧光探针，分子内部的马来酰亚胺环与荧光基团之间可发生n-ii+跃迁，导致7．硝基苯并[1，2，5]恶二唑的荧光量子效率大大降低，从荧光团到烯氢双键发生电子转移(PET)。半胱氨酸可与马来酰亚胺的碳碳双键发生迈克尔加成，PET过程受阻，荧光母体的荧光得到恢复，在465nln光激发下，在554nlTl处出现一个新的荧光

4、发射峰。该探针还可以用于半胱氨酸在Hela细胞中成像研究，研究表明该探针透膜性和生物兼容性都较好。该探针具有反应速度快，灵敏度高，方法简单等优点。(三)探针2能区分半胱氨酸，高半胱氨酸和谷胱甘肽这三种氨基酸。通过亲核芳香取代反应，巯基取代探针中的硝基，生成发蓝荧光的硫醚中间体，然后分子内的氨基亲核取代硫醚得到绿色荧光的4．氨基衍生物。半胱氨酸取代硝基所需的时间比高半胱氨酸的短。而谷胱甘肽与硝基取代后反应不继续发生重排。据此，可以区分这三种含巯基的氨基酸，且成功地应用于Hela细胞中半胱氨酸的成像研究。关键词

5、：荧光分子探针；生物硫醇；荧光增强；荧光显微成像IIAbstractBiologicalthiols，suchascysteine，homocysteineandglutathione，playvitalrolesinphysiologicalandpathologicalprocesseswhichcanmaintainintracellularredoxequilibrium．Itisveryimportanttodetectcysteine，homocysteineandglutathioneforo

6、btainingalotofsignificantphysiologicalandpathologicalinformation，whichwouldpromotethedevelopmentofmedicalindustry．Ithasattractedmoreandmoreattentionasfluorescentprobeshavemanyadvantages，suchashighselectivity,highsensitivity,lowdetection，enablingintracellul

7、arlocalizationandSOon．Fluorescentprobeshavebeenwidelyusedinmanysides，suchasbiomedical，environmentaltestingandotherareas．Inthiswork，wedesignedandsynthesizedtwoprobeswhichwereappliedfordetectionofbiologicalthiolsorlive—cellimaging．Themaincontentsaresummarize

8、dasfollows：1．Twonewfluorescenceprobes，probes1andprobe2，withamechanismofphotoinducedelectrontransfer(PET)havebeensynthesizedandcharacterizedinthiswork．Probe1wascomposedofthe7-nitro[1，2，5]oxadiazoleand4-hydroxy