碳基纳米探针用于双检测生物活性小分子的制备及应用研究

现有的判断动脉粥样硬化疾病形成的检测方法都是基于对动脉粥样硬化斑块的检测。在斑块形成后,动脉粥样硬化已经发展为较严重的后期阶段,此时患者的生命安全受到较大的威胁,而且治疗也更加复杂困难。因此,对未形成斑块的动脉粥样硬化早期阶段的检测至关重要。生物体内的活性氧以及其他活性小分子,在生命活动过程中都具有不可替代的作用。生理病理现象的发生都需要活性小分子的参与,其中活性氧(次氯酸、过氧化亚硝酰阴离子)、以及其它活性小分子(三磷酸腺苷、唾液酸)与动脉粥样硬化早期阶段密切相关,它们在生物体内的含量变化不仅是动脉粥样硬化发生的诱因,也是动脉粥样硬化发展的加速器。因此,掌握次氯酸(HCl O)和三磷酸腺苷(ATP)、唾液酸(SA)和过氧化亚硝酰阴离子(ONOO~-)在生物体内的含量变化,不hereditary nemaline myopathy仅可以揭示生物体的奥秘,而且为研究动脉粥样硬化发生发展的早期阶段以及相关机制奠定良好的基础。基于此,本文构建了两种碳基纳米探针(FA-CDs@Rh B/ZIF-90和CDs),FA-CDs@Rh B/ZIF-90通过荧光增强变化检测HCl O和ATP,实现了部分癌细胞的靶向成像、大鼠动脉粥样硬化血清的荧光传感和主动脉内壁的荧光成像以及小鼠急性肺炎血清的荧光传感;CDs通过荧光增强变化检测ONOO~-和SA,实现了不同类型细胞的荧光成像以及大鼠动脉粥样硬化血清的荧光传感。具体工作如下:1、本文首先以叶酸为唯一碳源,通过一步水热法合成了通过荧光增强变化识别HCl O的碳点(FA-CDs),然后将制备的FA-CDs与Rh B/ZIF-90金属有机框架(MOF)材料进行共掺杂,开发了一种通过荧光增强变化检测HCl O和ATP的双通道碳基纳米探针(FA-CDs@Rh B/ZIF-90)。FA-CDs@Rh B/ZIF-90的FA-CDs成分与HCl O进行特异性反应,通过荧光增强变化检测HCl O;FA-CDs@Rh B/ZIF-90的Rh B/ZIF-90成分中Zn~(2+)与ATP的强结合作用,破坏了MOF骨架,释放了荧光团Rh B,产生荧光信号,达到检测ATP的目的。本研究通过对FA-CDs@Rh B/ZIF-90进行一系列的物理化学性能表征,获悉它的形貌粒径、Zeta电位、晶体结构和表面性质;通过光性能表征,获悉它对HCl O和ATP具有优异的荧光选择性。FA-CDs@Rh B/ZIF-90含有靶向部分癌细胞的selleck抑制剂叶酸残基,因此对部分癌细胞(宫颈癌细胞、肝癌细胞)具有一定的AZD1152-HQPA靶向能力,实现了靶向癌细胞内HCl O和ATP的荧光成像。本研究将FA-CDs@Rh B/ZIF-90应用于大鼠动脉粥样硬化血清的荧光传感和主动脉内壁的荧光成像,实现了大鼠血清和主动脉内壁中HCl O和ATP的荧光检测。本研究还将FA-CDs@Rh B/ZIF-90应用于小鼠急性肺炎血清的荧光传感,也实现了小鼠血清中HCl O和ATP的荧光检测。实验结果表明,相比正常鼠,两种炎症疾病鼠的HCl O含量均升高、ATP含量均下降。本研究为生物体内HCl O和ATP的浓度水平提供了新的荧光分析方法,有助于进一步揭示相关的生理病理活动的机制。2、本文以香豆素、3-氨基苯硼酸、邻苯二胺为原料,利用一步水热法合成了一种通过荧光增强变化同时检测ONOO~-和SA的双通道碳基纳米探针(碳点)。碳点(CDs)本身几乎是非荧光的,CDs表面的香豆素结构具有高活性,可以与ONOO~-发生特异性作用,产生荧光信号;CDs表面的硼酸结构与SA发生特异性反应,形成有荧光的复合物,因此,CDs可以通过荧光增强变化达到检测ONOO~-和SA的目的。本研究通过对CDs进行一系列的物理化学性能表征,获悉它的形貌粒径、Zeta电位和表面性质;通过光性能表征,获悉它对ONOO~-和SA具有优异的荧光选择性。本研究将CDs应用于不同类型细胞的荧光成像,实现了不同类型细胞内ONOO~-和SA的荧光检测,并通过荧光信号的显著差异,有效区分不同类型细胞。本研究还将CDs应用于大鼠动脉粥样硬化血清的荧光传感,实现了其血清中ONOO~-和SA的荧光检测。实验结果表明,相比正常大鼠,动脉粥样硬化大鼠的ONOO~-和SA含量均升高。本研究为生物体内ONOO~-和SA的浓度水平提供了新的荧光分析途径,有助于进一步探索生物体健康和疾病过程的各项活动以及相关机制。