基于稀土配合物的次氯酸荧光探针合成与生物成像应用

论文摘要

在诸多发光（荧光/磷光）分子探针中,以稀土配合物（主要为Eu3+及Tb3+配合物）为发光团的探针具有发光寿命长、Stokes位移大、发射峰尖锐等特性,使其可与时间分辨荧光测定技术相结合,进而消除复杂生物样品成像测定时的背景荧光干扰。此外,由于具有组织穿透性强和空间分辨率高的优点,基于Gd3+配合物的磁共振成像技术已成为目前医学成像技术研究的另一热点。本学位论文的研究中设计合成了如下几种基于稀土配合物的次氯酸荧光探针,并考察了其在生物成像中的应用效果。基于次氯酸对β-二酮-Eu3+配合物的特异性荧光淬灭性质,设计制备了一种内包Tb3+配合物且表面修饰了四齿β-二酮-Eu3+配合物的硅胶基质比率型次氯酸纳米荧光探针RTLNP。该探针与次氯酸反应后,Eu3+配合物的红色荧光消失,而Tb3+配合物的绿色荧光保持不变,使得其可在时间分辨模式下用于次氯酸的比率型荧光检测。探针RTLNP具有选择性好、灵敏度高、荧光响应迅速等优点,被成功用于活体细胞、斑马鱼以及大型蚤体内次氯酸的比率型时间分辨荧光成像测定。通过在四齿β--二酮-Eu3+配合物BHHBCB-Eu3+中引入具有线粒体及溶酶体靶向定位作用的三苯基膦阳离子以及吗啉基团,设计合成了两种对线粒体及溶酶体内次氯酸具有特异性响应的Eu3+配合物荧光探针Mito-BHHBCB-Eu3+和lyso-BHHBCB-Eu3+。与商品化的线粒体或溶酶体荧光指示剂的双染色共聚焦细胞成像实验证明了探针的细胞器靶向定位性能（皮尔森系数分别为0.94和0.91）。基于两种探针,实现了活细胞线粒体和溶酶体内次氯酸的时间分辨荧光成像测定。将配体DPBT引入到二齿β-二酮-Eu3+配合物的结构中,合成了一种次氯酸荧光探针[Eu（L）3（DPBT）]。该探针不仅可在400 nm以上的可见光激发下发出Eu3+配合物的红色长寿命荧光,还具有优良的线粒体靶向定位性能,被成功用于活细胞线粒体内及小鼠体内次氯酸的荧光成像测定。此外,基于该探针制备了一种可用于小鼠皮肤伤口内次氯酸实时原位示踪的[Eu（L）3（DPBT）]掺杂水凝胶,实现了伤口炎症状况的实时评价。将配合物DOTA-Gd3+与BHHBCB-Eu3+共价偶联,设计合成了 一种具有亲水-疏水双亲性质的Gd3+-Eu3+双核配合物,并通过自组装的方法制备了基于该配合物的荧光-磁共振双模式响应型次氯酸纳米探针SADP。在充分考察探针用于活细胞内次氯酸的荧光-磁共振双模式检测性能的基础上,将该探针用于小鼠关节炎模型以及药物诱导肝损伤模型中次氯酸的检测,证明了该探针在炎症相关疾病诊断中的潜在应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号表
• 1 绪论
•   1.1 分子成像技术概述
•     1.1.1 计算机断层扫描（CT）技术
•     1.1.2 正电子发射计算机断层（PET）成像技术
•     1.1.3 单光子发射计算机断层（SPECT）成像技术
•     1.1.4 超声（US）成像技术
•     1.1.5 光学成像（OI）技术
•     1.1.6 磁共振成像（MRI）技术
•     1.1.7 多模式成像技术
•   1.2 稀土配合物荧光探针
•     1.2.1 稀土配合物荧光探针的发光原理及性质
•     1.2.2 基于稀土配合物荧光探针的时间分辨荧光检测原理及生化分析应用
•     1.2.3 传感型稀土配合物荧光探针的构建
•   1.3 基于稀土配合物的MRI造影剂
•     1.3.1 钆（Ⅲ）配合物MRI造影剂的基本原理
•     1.3.2 响应型钆（Ⅲ）配合物MRI造影剂的构建及应用
•   1.4 基于稀土配合物的荧光-磁共振双模式探针
•     1.4.1 混合型稀土配合物荧光-磁共振双模式探针
•     1.4.2 异核稀土配合物荧光-磁共振双模式探针
•   1.5 本论文的选题思想和研究内容
• 2 铕（Ⅲ）-铽（Ⅲ）配合物双修饰硅胶基质比率型次氯酸纳米荧光探针的制备与生物成像应用
•   2.1 引言
•   2.2 纳米荧光探针RTLNP的制备与表征
•     2.2.1 主要实验仪器与试剂
•     2.2.2 纳米荧光探针RTLNP的制备
•     2.2.3 纳米荧光探针RTLNP的性质表征
•   2.3 纳米荧光探针RTLNP用于活体生物样品中次氯酸的荧光成像测定
•     2.3.1 实验部分
•     2.3.2 结果与讨论
•   2.4 本章小结
• 3 基于铕（Ⅲ）配合物的线粒体及溶酶体靶向次氯酸荧光探针的合成与生物成像应用
•   3.1 引言
• 3+及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺的合成与表征'>  3.2 配合物Mito-BHHBCB-Eu³⁺及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺的合成与表征
•     3.2.1 主要仪器与试剂
•     3.2.2 配体Mito-BHHBCB及Lyso-BHHBCB的合成
• 3+及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺的合成'>    3.2.3 配合物Mito-BHHBCB-Eu³⁺及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺的合成
• 3+及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺的荧光性质及其对次氯酸的荧光响应'>  3.3 探针Mito-BHHBCB-Eu³⁺及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺的荧光性质及其对次氯酸的荧光响应
•     3.3.1 探针的荧光性质
•     3.3.2 探针对次氯酸的荧光响应
• 3+及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺用于活体生物样品中次氯酸的时间分辨荧光成像测定'>  3.4 探针Mito-BHHBCB-Eu³⁺及Lyso-BHHBCB-Eu³⁺用于活体生物样品中次氯酸的时间分辨荧光成像测定
•     3.4.1 实验部分
•     3.4.2 结果与讨论
•   3.5 本章小结
• 4 基于铕（Ⅲ）配合物的可见光激发次氯酸荧光探针的合成与生物成像应用
•   4.1 引言
• 3（DPBT）]的合成与表征'>  4.2 探针[Eu（L）₃（DPBT）]的合成与表征
•     4.2.1 主要仪器与试剂
• 3（DPBT）]的合成'>    4.2.2 配合物[Eu（L）₃（DPBT）]的合成
• 3（DPBT）]的荧光性质及其对次氯酸的荧光响应'>  4.3 探针[Eu（L）₃（DPBT）]的荧光性质及其对次氯酸的荧光响应
•     4.3.1 探针与次氯酸反应前后的荧光性质
•     4.3.2 探针对次氯酸的荧光响应
• 3（DPBT）]用于活体生物样品中次氯酸的时间分辨荧光成像测定'>  4.4 探针[Eu（L）₃（DPBT）]用于活体生物样品中次氯酸的时间分辨荧光成像测定
•     4.4.1 实验部分
•     4.4.2 结果与讨论
• 3（DPBT）]掺杂水凝胶的制备及其用于小鼠皮肤创伤模型中次氯酸的荧光成像测定'>  4.5 探针[Eu（L）₃（DPBT）]掺杂水凝胶的制备及其用于小鼠皮肤创伤模型中次氯酸的荧光成像测定
•     4.5.1 探针掺杂水凝胶的制备
•     4.5.2 探针掺杂水凝胶用于小鼠皮肤创伤模型中次氯酸的荧光成像检测
•   4.6 本章小结
• 5 响应型荧光-磁共振双模式次氯酸成像探针的制备与应用
•   5.1 引言
• 3+-Gd³⁺双核配合物的合成及自组装纳米粒子SADP的制备'>  5.2 Eu³⁺-Gd³⁺双核配合物的合成及自组装纳米粒子SADP的制备
•     5.2.1 主要仪器与试剂
• 3+-Gd³⁺双核配合物DLCLO的合成'>    5.2.2 Eu³⁺-Gd³⁺双核配合物DLCLO的合成
•     5.2.3 配合物DLCLO与次氯酸反应产物的合成
•     5.2.4 自组装纳米粒子SADP的制备
•   5.3 自组装纳米粒子SADP对次氯酸的荧光-磁共振双模式响应
•     5.3.1 SADP与次氯酸反应前后的形貌
•     5.3.2 SADP与次氯酸反应前后的荧光性质
•     5.3.3 SADP在水溶液中对次氯酸的荧光响应
•     5.3.4 SADP对次氯酸的磁共振响应
•   5.4 纳米粒子SADP用于生物样品中次氯酸的荧光-磁共振双模式成像测定
•     5.4.1 实验部分
•     5.4.2 结果与讨论
•   5.5 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 论文的创新点
•   6.3 对今后工作的展望
• 参考文献
• 附录A 典型化合物谱图
• 攻读博士学位期间科研项目及科研成果
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 博士论文

作者: 马骅

导师: 袁景利,宋波

关键词: 稀土配合物,次氯酸,时间分辨荧光成像,磁共振成像,双模式探针

来源: 大连理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,医药卫生科技

专业: 生物学,化学,化学,生物医学工程

单位: 大连理工大学

分类号: R318;O657.3;O641.4

DOI: 10.26991/d.cnki.gdllu.2019.003525

总页数: 162

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