碳點基熒光納米探針的構建及其在細胞成像和酶活性評價中的應用.pdf

1、隨著生命科學的迅速發(fā)展，人們越發(fā)重視生命體系中的生物分子(核酸、蛋白質、酶、小分子等)的分析檢測。人體中的生物分子如與細胞功能和遺傳性狀相關的蛋白質和核酸、與腫瘤和癌癥相關的標志物分子、與人體正常生長發(fā)育相關生物小分子的出現(xiàn)和變化，預示著人體正常生理機能的失調和病變。因而，生命體系中的生物分子的分析檢測對預防體系病變具有極其重要的意義。
　　近幾年，兼具獨特的物理和化學性質的碳納米材料如碳納米管、石墨烯、碳納米顆粒等激發(fā)了巨大的研

2、究興趣。因具有良好的光學性質、生物相容性等諸多優(yōu)良性質，碳納米材料在生命分析領域得到了廣泛而有效地應用。碳點作為一種新型碳納米材料，具有成本低、發(fā)射光譜可調、生物毒性低等諸多優(yōu)勢，構建基于碳點的熒光納米探針用于生命分析，逐漸成為分析化學研究的熱點。然而，碳點基熒光納米探針的構建通常需對碳點表面進行修飾或功能化，這一過程繁瑣耗時。并且，目前僅有少部分碳點基熒光納米探針用于生物大分子的檢測。
　　本論文基于利用碳點與目標分析物之間的相

3、互作用實現(xiàn)目標分析物的檢測的目的。重點利用烏頭酸基碳點與葉酸之間的相互作用發(fā)展了葉酸檢測和靶向癌細胞成像的熒光納米探針；并基于銀離子調控碳點熒光構建了一種納米探針，用于谷胱甘肽還原酶活性評價和抑制劑篩選。全文分為四章：
　　第一章：簡單總結了碳納米材料的分類及其在生物分析方面的應用，進一步簡述了碳點的分類、制備方法、理化性質及其在分析化學方面的應用，著重闡述了碳點在生物分析方面的應用。
　　第二章：以烏頭酸(aconitic

4、 acid,AA)和乙二胺為前驅體，通過水熱法制備了一種藍色熒光碳點(AA-CDs)。AA-CDs具有良好的水溶性和優(yōu)異的光學性能，可與葉酸(folic acid,FA)發(fā)生相互作用使其熒光淬滅，基于此建立了FA的定量分析方法，檢測限為40nM，并成功應用于葉酸藥片、燕麥、牛奶、果汁中FA含量的檢測。通過FA和AA-CDs之間的靜電吸引作用構建了一種弱熒光納米探針FA-AA-CDs，將其用于葉酸受體(folate receptor,FR

5、)表達程度不同的Hela細胞、SMMC-7721細胞和A549細胞的熒光成像，結果顯示，細胞熒光亮度與FR表達程度一致，表明該探針可實現(xiàn)靶向癌細胞成像。
　　第三章：以1,2,4-三氨基苯為前驅體，通過溶劑熱反應制備了一種黃色熒光碳點。Ag+離子能夠通過電子轉移淬滅該碳點的熒光，而谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase,GR)通過NADPH輔助催化還原氧化型谷胱甘肽(glutathione oxide,GSSG

6、)生成還原型谷胱甘肽(glutathione reduced,GSH)，GSH能夠競爭結合Ag+離子，使碳點表面的Ag+離子釋放出來，進而恢復其熒光?；谏鲜鲈恚覀儤嫿艘环N用于GR活性評價的熒光納米探針，GR檢測限為0.1mU mL-1。并將其用于監(jiān)測GR抑制劑1,3-二(2-氯乙基)-1亞硝基脲(BCNU)對GR活性的抑制。
　　第四章：在第三章工作基礎上，構建了一種谷胱甘肽還原酶抑制劑篩選體系。抑制劑對GR預處理使其失去