一種吖啶酮類熒光探針的合成及其在體內外成像中的應用
發(fā)布時間：2020-11-22 03:18
吖啶酮及其衍生物是一類含氮雜環(huán)的有機化合物,具有良好的生理、藥理活性,經過合理修飾后,可顯著改善其水溶性和光電性能,且能與生物體內DNA、蛋白質等物質結合,是一類應用前景廣泛的有機化合物。因此,本文基于吖啶酮母核,合成了一種吖啶酮衍生物—10-甲基-2-氨基吖啶酮(10-Methyl-2-Amino-Acridone,MAA),并將其應用于細胞、斑馬魚及外泌體的成像。本論文正文共兩部分:第一部分:以吖啶酮為原料,通過取代和還原反應,合成了一種水溶性好且具有較好光電性能的吖啶酮衍生物(MAA)。其合成路線如下:首先,以吖啶酮為原料,在熱的乙醇鉀溶液中其10位上的氫易發(fā)生去質子化,隨后與CH_3I在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中發(fā)生親核取代反應,生成10-甲基吖啶酮。其次,10-甲基吖啶酮在濃硝酸和冰醋酸混合液中,發(fā)生硝化反應,生成10-甲基-2-硝基吖啶酮。最后,10-甲基-2-硝基吖啶酮與Na_2S發(fā)生還原反應,生成目標產物10-甲基-2-氨基吖啶酮(MAA)。通過紅外光譜、質譜、碳譜和氫譜對MAA進行結構表征,并進一步對其光學和電化學性質進行研究。實驗結果表明:相比于吖啶酮母核,MAA的水溶性顯著提高,且Stokes位移增大,其在紫外燈下呈綠色熒光。MAA熒光量子產率為49%,且熒光性能穩(wěn)定。值得注意的是,MAA在近紅外激發(fā)下,具有較強的雙光子活性。同時,MAA在玻碳電極及其他基底電極上—如金電極、氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)電極,均有明顯的電化學活性,且能與鮭魚精DNA發(fā)生嵌合作用。此外,MAA具有可見光誘導類氧化酶活性,可以氧化TMB(3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine,TMB),使其溶液發(fā)生顏色變化。因此,MAA有望用于構建一種光電合一和可視化的生物傳感裝置,應用于生物醫(yī)學領域。第二部分:在第一部分的研究基礎上,將MAA作為一種單、雙光子熒光探針,用于細胞、斑馬魚和外泌體的成像。實驗結果表明:MAA具有較小的細胞毒性,良好的細胞滲透性和生物相容性,可以同時進入細胞核及細胞質。MAA能被斑馬魚以吞咽和皮膚吸收的方式攝入體內,主要聚集在頭部、腹部和尾部,在單、雙光子顯微鏡下,均可觀察到綠色熒光。另外,MAA在酸性條件下,易發(fā)生質子化,能與帶負電的外泌體發(fā)生靜電作用,使MAA結合于外泌體上,進而實現外泌體在HepG2細胞中成像。因此,MAA作為雙光子熒光探針,在生物成像領域具有潛在的應用價值。
【學位單位】：福建醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R91
【部分圖文】：
A B圖 1.1 吖啶酮（A）和 MAA（B）的結構式Figure 1.1 The structural formula of (A) Acridone and (B) MAA驗部分實驗儀器表 1.1 所用儀器及廠家Table1.1 The apparatus and manufacturers儀器 廠家相色譜儀 LC-20AP日本島津公司譜柱（5 μm，250×10 mm）月旭科技(上海)股份有限公司紫外-可見分光光度計 日本島津公司
精密稱取 0.2105 g 中間體 1 于三頸圓底燒瓶中，加入 6 mL 99 wt%冰醋酸，并升溫至 40 ℃使固體溶解，再依次滴加 2 mL 濃硝酸和 2 mL 99 wt %冰醋酸，攪拌加熱至 58~62 ℃，反應 2 h，趁熱傾入冰水，冷卻后有金黃色固體析出。抽濾，用約 10 mL 冰水洗滌，將固體置于烘箱中，70 ℃烘干，得金黃色固體，即中間體 2。精密稱取100 mg中間體2于圓底燒瓶中，加入5 mL乙醇和2.5 mL Na2S（30wt %），隨后加水至 50 mL，在通入 N2條件下，加熱至 130 ℃，反應 4 h。趁熱傾入冰水，冷卻后有棕黃色固體析出。抽濾，冰水洗滌，將固體置于烘箱中，70 ℃烘干，得棕黃色固體，即目標產物 3 粗品。進一步用制備型高效液相法分離提純目標產物 3。色譜條件如下：以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以乙腈-超純水溶液為流動相；檢測波長為 254 nm；采用二元高壓梯度洗脫模式；柱溫為 35 ℃；流速為 2.000 mL/min；進樣體積為200 μL，目標產物 3 的出峰時間為 9.0 min 左右。（合成路線如圖 1.2）
A B圖 1.3 (A) 吖啶酮（a）、中間體 1（b）、中間體 2（c）及 MAA（d）的固體顏色圖片；（B）吖啶酮（a ）、中間體 1（b'）、中間體 2（c'）及 MAA（d'）的水溶液圖片。Figure 1.3 (A) The photographs of acridone (a), intermediate 1 (b), intermediate 2 (and MAA solid (d); (B) The photographs of acridone (a'), intermediate 1 (bintermediate 2 (c') and MAA solution (d').1.3.1.2 吖啶酮、中間體 1、中間體 2 及 MAA 的紅外光譜表征為了驗證吖啶酮母核修飾上了甲基和氨基基團，本部分采用紅外光譜法對合成過程中一系列產物進行表征。結果如圖 1.4 所示，圖 1.4-A 為吖啶酮的紅外標準譜圖。從圖 1.4-B 可知中間體 1 在 2940 cm-1處有一個峰，這是甲基的伸縮振
【參考文獻】
本文編號：2894024
【學位單位】：福建醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R91
【部分圖文】：
A B圖 1.1 吖啶酮（A）和 MAA（B）的結構式Figure 1.1 The structural formula of (A) Acridone and (B) MAA驗部分實驗儀器表 1.1 所用儀器及廠家Table1.1 The apparatus and manufacturers儀器 廠家相色譜儀 LC-20AP日本島津公司譜柱（5 μm，250×10 mm）月旭科技(上海)股份有限公司紫外-可見分光光度計 日本島津公司
精密稱取 0.2105 g 中間體 1 于三頸圓底燒瓶中，加入 6 mL 99 wt%冰醋酸，并升溫至 40 ℃使固體溶解，再依次滴加 2 mL 濃硝酸和 2 mL 99 wt %冰醋酸，攪拌加熱至 58~62 ℃，反應 2 h，趁熱傾入冰水，冷卻后有金黃色固體析出。抽濾，用約 10 mL 冰水洗滌，將固體置于烘箱中，70 ℃烘干，得金黃色固體，即中間體 2。精密稱取100 mg中間體2于圓底燒瓶中，加入5 mL乙醇和2.5 mL Na2S（30wt %），隨后加水至 50 mL，在通入 N2條件下，加熱至 130 ℃，反應 4 h。趁熱傾入冰水，冷卻后有棕黃色固體析出。抽濾，冰水洗滌，將固體置于烘箱中，70 ℃烘干，得棕黃色固體，即目標產物 3 粗品。進一步用制備型高效液相法分離提純目標產物 3。色譜條件如下：以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以乙腈-超純水溶液為流動相；檢測波長為 254 nm；采用二元高壓梯度洗脫模式；柱溫為 35 ℃；流速為 2.000 mL/min；進樣體積為200 μL，目標產物 3 的出峰時間為 9.0 min 左右。（合成路線如圖 1.2）
A B圖 1.3 (A) 吖啶酮（a）、中間體 1（b）、中間體 2（c）及 MAA（d）的固體顏色圖片；（B）吖啶酮（a ）、中間體 1（b'）、中間體 2（c'）及 MAA（d'）的水溶液圖片。Figure 1.3 (A) The photographs of acridone (a), intermediate 1 (b), intermediate 2 (and MAA solid (d); (B) The photographs of acridone (a'), intermediate 1 (bintermediate 2 (c') and MAA solution (d').1.3.1.2 吖啶酮、中間體 1、中間體 2 及 MAA 的紅外光譜表征為了驗證吖啶酮母核修飾上了甲基和氨基基團，本部分采用紅外光譜法對合成過程中一系列產物進行表征。結果如圖 1.4 所示，圖 1.4-A 為吖啶酮的紅外標準譜圖。從圖 1.4-B 可知中間體 1 在 2940 cm-1處有一個峰，這是甲基的伸縮振
【參考文獻】
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5 孫偉,焦奎,劉曉云;電化學法研究蛋白質和茜素紅S的相互作用[J];分析化學;2002年03期
本文編號：2894024
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