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基于有机硅分子荧光探针的合成及生物学性能研究

王小妮  
【摘要】:生物分析一直以来都是一项具有挑战性的研究。近年来,荧光成像技术由于检测方便快捷,靶向性良好,样品创伤小等优点受到了广泛的关注。目前众多的荧光探针已经被开发出来并应用到日常检测和生物成像领域中,解决了不少在生物分析领域的检测难题。有机硅材料作为一种多功能复合材料,在生物领域有着巨大的发展潜力。含硅材料可以提供适当的表面功能化位点、生物相容性和安全性,这是体外和体内特定应用所必需的前提。除此之外,有机硅材料具有独特的电学、光学和生物可降解性,因此,它可作为一种良性的功能平台,在催化、能源、生物科学等众多领域有着广泛的应用。在众多的成像方法中,荧光生物成像已成为生物医学或生物研究中必不可少的无创成像方法之一。以有机硅为基础的荧光材料将为生物成像提供新的发展潜力和应用前景。本论文从以下三个方面出发,通过将荧光团接入到有机硅主链当中,设计合成了具有不同发光特性荧光材料。并对其进行了结构表征以及相关光谱性能的研究,同时还探索了在生物成像中的应用。在第二章中,介绍了一种新型的有机硅高分子荧光探针P-CYN。探针P-CYN以萘酰亚胺叠氮衍生物和花菁衍生物为荧光基团,分别通过席夫碱结构键接到有机硅高分子侧链当中,赋予有机硅高分子良好的荧光特性。光谱实验结果表明探针P-CYN分别对H_2S和NO展现出良好的响应特性。并在细胞以及斑马鱼生物实验中,探针P-CYN同样对H_2S和NO表出现良好的荧光响应。在第三章中,介绍了一种新型的有机硅荧光探针Si-LDS。探针Si-LDS以三苯胺衍生物为荧光团通过席夫碱结构连接到Si-O-Si链中。采用的方法具有合成简单,副反应少原子经济性能好等特点。在光谱测试中,由于其席夫碱结构的存在,探针Si-LDS对Cr~(6+)表现良好的响应特性。除此之外,由于Si-O-Si结构以及氨丙基长链的存在增加了探针的脂溶性,使得在进行生物成像时,探针进入细胞后会自动富集在脂滴当中,因此可以实现动态观测脂滴。在第四章中,介绍了一种新型的二氧化硅纳米荧光探针N-Si。探针N-Si以萘酰亚胺衍生物为荧光团通过共价键键接到二氧化硅纳米颗粒表面,赋予有机硅纳米颗粒荧光特性。光谱测试实验结果表明探针N-Si对HCl O具有良好的专一性、灵敏性,以及良好的光稳定性。生物实验表明探针N-Si可以检测细胞内的HCl O的变化,显示了其在生物成像方向上的潜在应用。


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