极性指细胞形状、结构和功能的空间不对称分布。作为一个重要的微环境参数,极性是细胞运行和调节机制的反馈,各种生理过程,如蛋白质变性、酶催化、肽聚合和膜融合等,都依赖于极性的稳medicated animal feed定。极性的异常变化与许多疾病密切相关,如糖尿病、肝硬化、癌症和阿尔兹海默症等。然而,细胞内不同区域的组成成分和功能存在差异,需要特定的极性来维持其正常功能。近十几年来,已有报道利用荧光成像技术来揭示细胞不同区域极性的变化,但由于细胞内不同细胞器复杂的生理环境,特异性地检测某一个或几个细胞器的极性变化仍是一个挑战。以两个具有代表性的细胞器为例:脂滴(LDs)的超低极性反映了脂滴的状态和功能,其异常变化可能会破坏脂质代谢,导致脂滴功能障碍和疾病;线粒体极性的变化将影响细胞生命活动中的诸多过程,如酶的活性和细胞增殖、代谢的调控等。因此,设计出具有细胞器靶向功能且对极VX-445细胞培养性敏感的荧光探针对生物系统中生理过程的可视化甚至疾病的早期诊断具有重大意义。本论文选择天然产物姜黄素为基本骨架和荧光团,调节分子中给受体的强度,并优化取代基团以改善分子的亲脂亲水性能,构建了对极性特异性响应的荧光探针,实现了对不同细胞器的精确靶向和细胞微环境内极性实时变化的检测。通过对疾病引起的病理变化的研究,为疾病的诊断提供新思路。具体内容如下:(1)以理论计算为基础,姜黄素为基本骨架,设计合成了三个具有D-A-D结构的荧光探针CMe、CBu和CBu T。在分子中引入甲基或丁基调节分子CMe和CBu的亲脂性以实现对脂滴的高选择性靶向;连接三苯基膦基团赋予分子CBu T正电荷,通过与线粒体膜的静电相互作用特异性地定位于线粒体。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱显示,三个探针对极性均表现出显著的选择性和敏感性,且不受粘度、p H值和其他生物物种的干扰。本工作不仅提供了几种极性检测的分子工具,还为高选择性极性敏感荧光探针的设计拓宽了思路。(2)酒精性肝病(ALD)因其高发病率引起了人们广泛的关注。由于缺乏特异性症状,ALD常常被忽视或误诊,如果在早期未被诊断和治疗,可能会发展为更加严重的肝脏病变,增加治疗的难度和费用。酒精的过量摄取会导致脂质代谢紊乱和线粒体功能障碍,在这项工作中,我们将合成的探针作为工具,以脂滴和线粒体的微观变化作为生物标志物,探索ALD的发病机制。细胞成像发现,与CMe相比,CBu显示出更优的脂滴靶向能力;CBu T则能选择性地在线粒体聚集;接着使selleck Dolutegravir用CBu和CBu T两个探针,分别在绿色通道和红色通道上清晰地观察到了ALD细胞模型中脂滴的积累和线粒体极性的下降。此外,进一步成功使用CBu T对ALD小鼠进行活体成像。总之,我们为ALD的研究提供了两种有力的分子工具,探测到了脂滴的变化和线粒体极性的波动,并通过荧光成像实现了二者的可视化监测,这将有利于ALD治疗学的进一步发展。