研究目的
基于DAHK四肽开发一种高亲和力、高选择性的铜(II)离子荧光探针,并证明其在荧光寿命相关光谱中的应用,用于同时测量纳摩尔水平的游离探针和探针-铜复合物浓度,旨在研究铜在神经退行性疾病中的作用。
研究成果
合成的DAHK-TMBB探针对铜(II)离子表现出高亲和力与选择性,结合后荧光寿命显著缩短。通过荧光寿命测量和FLCS技术,可精确测定解离常数并同步量化纳摩尔级别的游离探针与复合物。该方法为研究铜在神经退行性疾病中的作用提供了体内研究基础,并适用于微型化检测。未来工作应优化探针设计与FLCS应用以实现更广泛的生物用途。
研究不足
当体系中镍离子(Ni2?)远过量于铜离子(Cu2?)时,探针的选择性可能受到影响,不过这在生物体系中并非主要问题。由于光子计数较低,低荧光DAHK-TMBB-Cu复合物的FLCS数据质量可能较差,从而影响解离常数测定的准确性。该方法需要TCSPC和FLCS等专业设备,限制了其普及性。未缓冲的滴定会得出无意义的KD值,仅适用于探针浓度定量。
1:实验设计与方法选择:
研究通过将四甲基BODIPY染料与DAHK四肽偶联合成了DAHK-TMBB探针。利用荧光寿命相关光谱(FLCS)基于荧光寿命差异测量特定物种的自相关函数。采用铜(II)离子滴定实验,分别使用和不使用金属离子缓冲液(NTA3?/CuNTA?)来控制游离铜浓度。
2:样本选择与数据来源:
探针DAHK-TMBB经合成并纯化(纯度>95%)。测量在PBS缓冲液(9 mM,NaCl调节离子强度154 mM,pH 7.54)或适合pH依赖性研究的Good's缓冲液中进行。金属盐和缓冲物质均购自商业渠道。
3:54)或适合pH依赖性研究的Good's缓冲液中进行。金属盐和缓冲物质均购自商业渠道。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:紫外/可见及荧光分光光度计(Jasco V650、Jasco FP-6500)、量子产率测量系统(Hamamatsu Quantaurus-QY)、自制时间相关单光子计数(TCSPC)装置(含脉冲二极管激光器LDH-P-C-470B、激光驱动器PDL-808 Sepia、SPAD探测器PDM系列/SPCM-AQR-14、TCSPC电子元件PicoHarp 300)、软件(SymPhoTime 64)、倒置显微镜(Axiovert 200)、水浸物镜(C-Apochromat 63x/1.2 NA)、带通滤光片(HQ525/50)、二向色镜(z405/470rpc XT),化学试剂来自Sigma-Aldrich和Carl Roth。
4:Jasco FP-6500)、量子产率测量系统(Hamamatsu Quantaurus-QY)、自制时间相关单光子计数(TCSPC)装置(含脉冲二极管激光器LDH-P-C-470B、激光驱动器PDL-808 Sepia、SPAD探测器PDM系列/SPCM-AQR-TCSPC电子元件PicoHarp 300)、软件(SymPhoTime 64)、倒置显微镜(Axiovert 200)、水浸物镜(C-Apochromat 63x/2 NA)、带通滤光片(HQ525/50)、二向色镜(z405/470rpc XT),化学试剂来自Sigma-Aldrich和Carl Roth。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括在THF中使Fmoc-DAHK与TMBB-Su反应,随后进行Fmoc脱?;げ⑼ü鼿PLC纯化。通过吸收和荧光光谱表征光谱特性。通过添加CuSO4或使用金属离子缓冲液进行荧光滴定,测量强度、寿命和FLCS。处理FLCS数据生成特定物种的自相关曲线。
5:数据分析方法:
使用SymPhoTime 64软件以双指数模型拟合荧光衰减。滴定数据拟合至推导方程(如公式5和公式9)以确定解离常数。应用FLCS滤波器提取特定物种的自相关函数,以三维扩散模型拟合。
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UV/Vis Spectrometer
V650
Jasco
Recording absorption spectra of the probe and complex.
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Recording fluorescence emission spectra.
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Micro Photon Devices (MPD)
Detecting single photons for TCSPC measurements.
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AHF analysentechnik
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