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《黑龙江大学》 2018年
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氮杂环双光子荧光核酸探针的制备及其性质的研究

冯艳茹  
【摘要】:双光子荧光核酸探针在DNA双光子荧光显微成像领域具有重要的应用前景。本文利用Vilsmeier甲酰化反应和哌啶催化下的羟醛缩合反应合成了8种喹啉基咔唑类双光子荧光核酸探针材料,其中7种未见报道。研究了它们在DMF中的电子跃迁吸收光谱、荧光发射光谱,计算了量子产率;采用脉宽为120 fs、波长为800nm和重复频率为1 kHz(Ti:蓝宝石激光器)的脉冲激光研究了双光子光学性质,测定了双光子诱导的荧光光谱、双光子吸收截面和活性吸收截面;研究了化合物作为核酸探针与小牛胸腺DNA在Tris-HCl-NaCl缓冲溶液中作用前后的电子跃迁吸收光谱、荧光发射光谱及双光子荧光发射光谱的变化。讨论了分子结构对化合物光学性质和DNA光开关效应的影响。通过化合物与单个碱基、核苷酸及DNA体外作用的电子跃迁吸收光谱、荧光发射光谱及圆二色谱变化,并利用Gaussian 09软件和含时密度泛函理论方法计算了探针分子在水中及非水环境的电子跃迁能级,讨论了在DNA作用下化合物光学性质改变的原因,探讨了探针分子与DNA融合机理。利用莱卡DMI3000B倒置显微镜和卡尔蔡司Carl Zeiss LSM710激光扫描共聚焦显微镜开展了化合物染色3T3细胞后的生物荧光成像研究。通过与商用细胞核染色剂Hochest 33342的共染色成像实验,研究了化合物作为荧光核酸探针的细胞膜渗透能力和核定位水平;通过400 nm和800 nm光激发下的荧光成像研究了双光子成像的优势;通过激光分层扫描技术拍摄不同照射深度的细胞成像图研究了化合物作为双光子探针的单细胞三维成像能力;利用延时激光持续辐照研究了化合物作为探针染色细胞后的双光子荧光强度随时间的变化趋势、荧光持续时间、荧光衰减幅度和平均荧光衰减速率,讨论了分子结构对化合物光稳定性的影响;发现化合物具有较低的荧光漂白作用,较高的双光子荧光的稳定性。分子中引入双臂的喹啉阳离子基团、喹啉邻位乙烯基取代和碘甲烷盐化可有效地增强化合物的双光子细胞成像的稳定性。活性双光子吸收截面较大的化合物其荧光衰减速率较低。利用MTT法研究了化合物作为生物探针的细胞毒性。
【学位授予单位】:黑龙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O657.3

【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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