论文部分内容阅读
过氧亚硝酸根(ONOO~-)和次氯酸(HOCl)是生物体内重要的活性氧化物,在维持细胞内的氧化还原平衡过程中扮演者重要的角色,脂滴(Lipid Droplets;LDs)是重要的生物细胞器,在调节细胞能量稳态,保护细胞免受脂凋亡过程中起着重要的作用。以上生物活性物质和亚细胞器在生物体内的产生、分布及浓度或数量变化是维持新陈代谢稳定和引发疾病的关键。有机小分子荧光探针具有灵敏度高、特异性好、生物毒性低等优点,被广泛应用于生物标志物检测、生物成像等多种研究领域。本论文围绕细胞内ONOO~-、HOCl和LDs的可视化检测,设计合成了四种有机小分子荧光探针,详细研究了它们的光学性能及生物成像性能,具体内容和结果如下:1.基于TICT机理设计构建以香豆素为荧光团,二酮为识别基团的ONOO~-荧光探针ZL-1。通过高分辨质谱,探究了ZL-1的识别机理。在模拟生理环境下,ZL-1可以在1 min内识别ONOO~-,不受生物基质和其他活性物质的干扰,检测限为19.3 n M。ZL-1具有低的细胞毒性,被成功应用于活细胞内、外源性以及细胞损伤和热休克过程中ONOO~-的实时荧光成像,为ONOO~-的临床监测提供快速简便的方法依据。2.基于4-(2-(6-羟基萘)乙烯基)-1-甲基吡啶碘盐的荧光性能和线粒体靶向性,二甲基硫代氨基甲酸酯(DMTC)对HOCl的特异性识别性能,构建了靶向线粒体内HOCl的荧光探针ZL-2。探针ZL-2不受其他活性氧化物和生物基质的干扰,能在1 min内与HOCl发生特异性反应,并具有较低的细胞毒性和线粒体靶向性,成功实现了线粒体内HOCl的荧光成像监测。探针ZL-2为实时监测线粒体HOCl提供了参考依据。3.基于三苯胺化合物的AIE性能和丙二腈衍生物的近红外发光性能,设计合成了靶向脂滴(LDs)的近红外荧光探针ZL-3。该探针合成步骤简单,通过一步反应且无需柱层析分离即可获得纯品;相对商业LDs染料,不仅具有近红外发射,超宽的斯托克位移(180 nm)、优异的抗光漂白性能,而且具有光动力治疗效应,在白光照射下能够产生活性氧,杀死癌细胞,为近红外LDs荧光探针的设计和临床诊疗提供了重要参考。4.以吲哚并[1,2-a]喹啉为核心设计构建了一种靶向LDs的新型聚集诱导(AIE)荧光探针ZL-4。通过荧光光谱、动态光散射和共聚焦荧光成像等方法研究了探针的发光和成像性能。ZL-4具有良好的AIE双光子性能、155 nm的斯托克位移、低的细胞毒性和良好的细胞渗透性,被成功应用于细胞内LDs实时成像监测。本研究首次创建吲哚并[1,2-a]喹啉类为AIE核心结构,为构建高性能靶向LDs荧光探针提供了新的思路。