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茉莉酸(JA)是一种植物激素,对于调节植物的各种生长发育和对环境的应答都具有十分重要的作用。但由于植物激素信号转导过程缺乏可测量的信号,难以准确、灵敏地对激素及受体进行定位研究。因此,标记植物激素结合位点是研究其信号转导过程需要解决的问题。通过把具有荧光的化学基团或物质与植物激素分子相连,然后通过观察跟踪荧光基团或物质发出的荧光来灵敏地探测植物激素分子在植物体内位置变化情况。植物组织中激素结合位点的标记,对帮助人们了解和研究激素对植物的作用机理有重要意义。 本论文的绪论概述了植物激素茉莉酸的生理功能,茉莉酸受体研究的方法及成果,介绍了无镉掺杂型的荧光探针和磁性荧光双功能纳米探针的合成及应用研究进展,重点介绍这两种荧光探针在组织和原生质体标记中的应用研究。本文的主要工作和取得的主要成果如下: 1.将锰掺杂的ZnS量子点与茉莉酸偶联,合成了茉莉酸结合位点荧光探针(ZnS∶Mn-JA),并对该探针进行了表征。该探针的粒径约为7nm,保持ZnS的晶格结构,最大荧光发射峰在585nm左右,并且具有良好的荧光稳定性。 2.在优化实验条件下,EDC和NHS作偶联剂,将巯基丙酸修饰的CdTe量子点和植物激素茉莉酸一步法偶联到表面修饰氨基的Fe3O4/SiO2纳米颗粒表面,合成了一种同时具有荧光性能、磁响应性能和能特异性标记植物原生质体上的茉莉酸结合位点的多功能磁性荧光纳米探针(JA-Fe3O4/SiO2-CdTe)。荧光光谱测试表明该探针保持着CdTe量子点优越的荧光性能,荧光强度高,适用体系的pH范围宽,抗光漂白性能好等优点。磁性能测试表明改探针具有良好的超顺磁性。 3.用ZnS∶Mn-JA探针溶液温育绿豆幼苗根部组织切片,对组织上的茉莉酸结合位点进行荧光标记。激光共聚焦显微镜成像实验结果表明,该探针可以特异性地对茉莉酸结合位点进行荧光标记,并且可以完全抵抗植物自发的绿色背景荧光的干扰,毒性评估实验表明该探针的毒性比含镉量子点低。 4.用JA-Fe3O4/SiO2-CdTe探针荧光标记绿豆幼苗根部原生质体上的茉莉酸结合位点。探针和CdTe量子点荧光标记绿豆原生质体的对比实验表明,该探针对茉莉酸结合位点具有选择性标记的功能。磁响应及磁滞回线测试充分说明该探针具有超顺磁性。这种多功能的复合纳米颗粒有望成为新型荧光磁性双标记复合粒子,广泛应用于荧光标记及追踪、免疫检测、磁性分离等领域。 本文创新点: 1.设计并合成了一种发橙红色荧光的无镉低毒的茉莉酸结合位点荧光探针ZnS∶Mn-JA,该探针保持JA的生物活性,表现出很好的选择性,能特异性识别标记茉莉酸结合位点。 2.设计并合成了一种能够同时实现特异性识别、荧光检测和磁性分离的生物荧光探针(JA-Fe3O4/SiO2-CdTe)。该探针拥有良好的磁性和荧光性能,并且能对绿豆幼苗根尖的原生质体上的茉莉酸结合位点进行特异性荧光标记。