基于萘酰亚胺的溶酶体定位荧光探针研究

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1、博士学位论文基于萘酰亚胺的溶酶体定位荧光探针研究ResearchonLysosome—TargetableFluorescenceProbesBasedontheNaphthalimides学号：11007115完成日期：2Q至圣生Z旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位

2、或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：煮主盔二盥垂熊塑盗鲍堕丝量．．型盔主￡叠痘作者签名：鱼3亟呈日期：鲨!三年』L月监日大连理工大学博士学位论文摘要近些年，荧光探针领域因在化学传感、光学材料以及生物学领域具有广泛的应用而发展迅速。然而，大多数探针缺乏特异的靶向性，且不能提供客体分布的定量信息。迫切需要开发出具有细胞器定位功能以及能够定量反映客体分布的荧光探针。粘度在生理过程起着至关重要的作用。因此，开发出具

3、有定量检测生物体内粘度分布情况，以及实时监控生物体内粘度变化探针已经成为趋势。大多数的粘度探针设计是基于扭曲分子内电荷转移机理(TICT)，存在检测信号不灵敏、易受染料浓度干扰和细胞渗透性差等缺点。光致电子转移(PET)是典型的被用来设计荧光传感器的方法之一，具有灵敏度高和响应时间快等优点。所以，本文设计合成了两类可用于生物体内具有特定功能的荧光探针，一类是基于PET和FRET机理设计的比率型探针，可以定量反映细胞内粘度的分布；另一类是能够定位于溶酶体内检测硫化氢的荧光分子探针。1、基于PET机理和FRET机理，设计合成了

4、比率型粘度探针VN．1。将苯胺作为PET电子供体，葸和1，8一萘酰亚胺分别作为PET电子受体和FRET的供．受体对。随着溶剂粘度的增加以及温度的降低，探针VN．1中l，8。萘酰亚胺和葸的荧光信号呈现比率的变化。与参比化合物VN．2和VN-3比较得知，探针VN-1中TICT的抑制促进了荧光增强。通过不同激发波长实验以及单晶研究，确认FRET在探针VN．1中高效发生。探针VN．1对pH、金属离子和生物大分子均不敏感。通过荧光寿命的研究以及理论计算可以从另一个角度解释探针VN．1中PET的作用机理。2、相比于另外几个探针，VN．

5、1能够更好地反映细胞内粘度分布。在不同种类的细胞中，探针VN．1与商品化染料的共定位实验表明，溶酶体粘度最大，其次是线粒体。利用双光子比率成像和荧光寿命成像，探针VN．1可以反映细胞内粘度的分布情况，验证了溶酶体粘度最大的结论。在细胞凋亡实验中，利用双光子比率成像和荧光寿命成像观察到细胞内整体荧光强度且荧光寿命增加，这表明细胞内粘度增加。而溶酶体观察到的现象与上述相反，表明其粘度减小。3、以1，8．萘酰亚胺为母体设计合成了识别硫化氢的反应型探针NI．NSH和lyso．NSH。将具有溶酶体导向性的吗啉环引入探针lyso-NS

6、H中，与参照化合物NI．NSH相比，其在溶酶体pH范围内荧光信号稳定。探针lysooNSH和NI．NSH在牛血清中对硫化氢表现出良好的识别性质。与硫化氢结合后，探针lysooNSH和NI-NSH双光子吸收截面积分别增加至175GM和186GM。与商品化染料的共定位实验表明，探针lyso．NSH可以在溶酶体中识别外加的硫化氢。基于萘酰亚胺的溶酶体定位荧光探针研究关键词：荧光探针；光致电子转移；荧光共振能量转移；硫化氢；粘度；比率；双光子成像大连理工大学博士学位论文ResearchonLysosome—TargetableFl

7、uorescenceProbesBasedontheNaphthalimidesAbstractInrecentyears，thefieldoffluorescentprobeisdevelopingveryfast．Itwaswidelyappliedinchemicalsensing，opticalmaterialsandbiology．However，therearenotargetingandquantitativeinformationofthedistributionofobjectCanberecievedf

8、rommostprobes．SothereiSanurgentdemandofthefluorescentprobeswhichhavetheeellorganellepositioningfunctionandprovidedthequantitativeinformationoftheobjectd