新型氧荧光探针的研究

【摘要】：氧是维持人体生命的必需物质,是维持脏器功能的基本条件。生命体中任何一个系统的氧的浓度及其分布出现异常,将直接影响到正常的生理活动,都有害于健康。近年来,氧在生物学和生物医学等领域中的研究倍受关注,氧参与的各种发病机理研究越来越受到重视。目前,氧浓度的检测主要基于氧荧光/磷光探针光猝灭技术来实现,但现有的氧荧光/磷光探针有诸多的不足。合成一种水溶性的、长波发射的、对氧有良好响应的、无毒副作用、可以直接导入体内进行无创伤、无明显背景干扰检测的新型氧荧光探针是十分必要和迫切的。本着这个目标,我们开展了与其相关的研究。 本论文主要包括以下四个部分: 一、概述 对检测氧浓度的分析测试方法与原理、氧对荧光/磷光的猝灭理论、应用于氧探头的荧光/磷光指示剂以及氧荧光/磷光探针在生物医学领域的应用进行了较为详尽的综述。 二、三种水溶性金属卟啉的合成 1.采用混合溶剂法合成meso-5,10,15,20-四(对羟基苯基)卟啉(H_2THPP),用浓H_2SO_4将其磺化。对磺化反应的用料比、反应温度、反应时间等条件进行了探讨,采用了最佳工艺条件,用盐析的方法得到水溶性的meso-5,10,15,20-四(4-羟基-3-磺酸钠苯基)卟啉(T(4-HP)PS_4Na_4),最终产率68.5%。 2.探索了水溶性阴离子meso-5,10,15,20-四(4-羟基-3-磺酸苯基)卟啉与钯、铂和钌形成金属卟啉的条件,通过Britton-Robinson缓冲溶液调节pH值,在室温条件下简便快速的合成了三种水溶性的金属卟啉。研究了三种金属卟啉的配合比,发现三种金属与卟啉配体均按1:1配合。 三、三种水溶性金属卟啉的性能研究 1.系统研究了三种水溶性金属卟啉的吸收光谱、荧光光谱和氧猝灭特性(采用了四种活性氧产生体系)。发现三种水溶性金属卟啉较卟啉配体Soret带蓝移,Q带减少为一个,并且吸光度降低;在室温下均发射较强的红色荧光(λ_(ex)/λ_(em)及荧光量子产率分别为,钯卟啉:414 nm/610 nm,0.41;铂卟啉:422 nm/648 nm,0.54:钌卟啉:420 nm/653 nm,0.47)。O_2和羟基自由基(HO·)对三种水溶性金属卟啉的荧光猝灭显著,超氧阴离子自由基(·O_2~-)对它们的荧光也有猝灭,但相对弱一些。