论文部分内容阅读
黑色素瘤是最危险的皮肤癌类型之一,它是从含有黑色素小体的细胞中发展起来的一种恶性肿瘤。目前对黑色素瘤的诊断方法主要包括:病理组织学检查、影像学检查(包括超声显像、CT、MRI和PET-CT检查);免疫酶标记法和抗人黑色素瘤血清间接免疫荧光标记法。前两种方法需要在癌变发生后才能发现,后两种法为辅助方法,灵敏度不高。要减轻黑色素瘤对人类身体健康的威胁,早期诊断显得十分重要,美国国家综合癌症网更是指出“早期诊断即为挽救生命”。因此对黑色素瘤的早期诊断研究具有重要的意义。酪氨酸酶(TYR)是一种含铜酶,可以催化氧化酪氨酸或酪氨酸类似物转换成相应的儿茶酚,最终氧化成醌。由于TYR在黑色素瘤细胞中过量表达且其活性与黑色素瘤细胞的恶性侵袭能力成正相关,因此TYR被认为是黑色素瘤癌细胞的生物标志物。研究高灵敏度、高选择性的TYR检测探针对早期发现、诊断黑色素瘤具有十分重要的理论和潜在的应用价值。本研究工作,首先探索了香豆素类TYR荧光探针在结构与荧光性质的关系,优化出了新型高灵敏度、高选择性近红外诊断与杀伤一体型TYR探针,并对其生物学效应进行研究。主要研究内容如下:(1)基于TYR结构、香豆素类荧光探针及前药设计理念。选用分子量较小,发射波长较长的7-氨基-4-三氟甲基香豆素为荧光基团。通过在荧光基团上连接不同的酶识别结构而设计并合成四种TYR荧光探针(F1~F4)。在分子水平上对该类探针与TYR反应能力筛选,得到两种活性较好的探针(F2,F4)。随后对探针F2和F4进行抗干扰能力、温度敏感性、pH敏感性等方面进行了研究,成功筛选出高灵敏性,高选择性的TYR探针F2。(2)通过分子热力学计算研究了一系列醌脲类化合物自发水解过程中吉布斯自由能变化,发现二苯基脲醌结构的化合物自发水解过程中释放的自由能最大。在此基础上选用试卤灵为荧光基团设计了一种新型TYR荧光探针Res1。分子水平的实验结果表明,Res1在水溶液中不仅具有高灵敏度和高选择性而且具有较快的TYR反应速率。细胞水平的实验结果表明,Res1能够选择性地对TYR高表达的黑色素瘤细胞进行测定但是响应时间较长。(3)为克服试卤灵类TYR探针的缺点,采用吩噻嗪类荧光母核合成了具有近红外激发发射且兼具诊断和杀伤功能的TYR探针MB1。分子水平的测定结果表明,在水溶液中,MB1不仅具有高灵敏度和高选择性而且具有较快的TYR反应速率。细胞水平的实验结果表明,MB1能够选择性的对TYR高表达的黑色素瘤细胞进行检测而且反应时间短,并且在655 nm激光照射下能够产生单线态氧对黑色素瘤细胞选择性杀伤。