摘要
生物活性分子，如抗坏血酸(AA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)和碱性磷酸酯酶(ALP)，广泛的存在血清和中枢神经系统中，在人类新陈代谢过程中发挥着重要的作用。谷胱甘肽(GSH)，是一种由半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸构成的三肽，是人类细胞系统中最重要的硫醇，参与细胞内的氧化应激而易被氧化形成二聚体形式。高浓度的GSSG与1型人类免疫缺陷病毒感染和慢性肾功能衰竭等疾病有关；碱性磷酸酯酶是磷酸盐代谢中的一种重要的酶，常用于核酸、蛋白质和各种单磷酸酯底物的水解，如5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸酯(BCIP)、焦磷酸盐(PPi)、L-抗坏血酸-2-磷酸酯镁(AAP)和三磷酸腺苷(ATP)等等。同时，ALP还参与调节细胞周期、分化、凋亡和细胞传导等过程，ALP水平异常已经被证明与多种疾病有关，例如卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、成骨细胞性骨癌和肝肿癌；抗坏血酸作为一种天然的抗氧化剂，是中枢神经系统中最重要的神经调节剂之一，它常作为阴离子存在整个生理系统中，并在各种生理/病例过程中发挥着关键的作用。由于其还原性，AA可以除去内源性产生的自由基，并防止自由基诱导的细胞损伤，提供针对涉及氧化应激的疾病保护，例如酶促反应、缺血性中风、免疫系统增强等疾病。因此，考虑到ALP、GSSG和AA在我们日常生活中的重要作用，确定ALP、GSSG和AA在人体中的浓度至关重要。 与其它荧光材料相比，碳点(CDs)作为一种零维纳米材料，由于它们具有尺寸可调电学和光学特性、较低的毒性和较好的生物相容性以及较高的荧光量子产率等优点，已经得到广泛的关注。近年来，CDs被广泛的应用于各种光电系统，例如生物成像、基因/药物运输和FRET传感器等领域得到了快速的应用和发展。本文主要通过高温加热法合成了两种特异性的荧光CDs，并对合成的CDs进行光学、形貌结构的性质分析和荧光机制探讨。然后，将其用于生物活性分子的检测和细胞成像，具体研究内容如下： 1、利用L-谷氨酸和乙二胺为原料合成了蓝色荧光的CDs。通过透射电子显微镜、紫外可见分光光谱仪和荧光光谱等仪器对其进行光学和结构形貌的表征，并用于构建荧光传感体系来检测ALP的生物活性。 2、选用L-谷氨酸和多巴胺盐酸盐为原料合成pH/氧化还原双敏感的荧光CDs，量子产率为16.67%。通过透射电子显微镜、紫外可见分光光谱仪和荧光光谱等仪器对其进行光学和结构形貌的表征。在此基础下，通过UV-vis和FT-IR研究了pHRCDs在不同pH下的荧光颜色变化机理，并通过构建荧光传感系统检测GSSG和AA的生物活性。此外，pHRCDs具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性，可以很好地应用于体外细胞成像，并且已经成功开发了pHRCDs/GSH荧光系统用于检测真实样品中的AA。
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