本文關(guān)鍵詞：基于羅丹明B與8-羥基喹啉衍生物的新型陽(yáng)離子熒光分子探針的合成及性能研究

  更多相關(guān)文章： 合成 熒光分子探針 8-羥基喹啉 Hg~(2+) 羅丹明B Fe~(3+) AcO~-

【摘要】：過(guò)渡金屬離子在化學(xué)、生命、醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域扮演重要角色,因而對(duì)溶液中存在地過(guò)渡金屬的檢測(cè)是分析化學(xué)領(lǐng)域重要的使命。熒光分子探針可以將識(shí)別的信息基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)槟鼙粰z測(cè)的熒光信號(hào),具有靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn),因此當(dāng)前開(kāi)發(fā)出識(shí)別性能優(yōu)異的熒光傳感器得到了越來(lái)越多的重視。8-羥基喹啉作為一類(lèi)被廣泛應(yīng)用于熒光分子探針中重要的金屬離子螯合劑,其機(jī)理主要是其與金屬離子結(jié)合的過(guò)程能夠阻斷自身分子內(nèi)激發(fā)態(tài)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT),因而致使體系的熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。第二章中我們將一種在Hg~(2+)誘導(dǎo)下產(chǎn)生相應(yīng)呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機(jī)制引入到8-羥基喹啉基團(tuán)中,設(shè)計(jì)合成了能專(zhuān)一識(shí)別Hg~(2+)的反應(yīng)型探針?lè)肿親1。研究結(jié)果表明：熒光發(fā)射光譜圖證明該探針只能專(zhuān)一識(shí)別Hg~(3+),其余陽(yáng)離子對(duì)Hg~(2+)的識(shí)別無(wú)干擾。在中性溶液中滴加5equiv. Hg2會(huì)導(dǎo)致熒光強(qiáng)度在432nm處增強(qiáng)70倍且體系完全反應(yīng)需要4h。最后經(jīng)核磁滴定知,H1與Hg~(2+)作用后生成了新的化合物Hg-H1。羅丹明B是一類(lèi)常用的熒光載體,其最大的優(yōu)點(diǎn)是摩爾消光系數(shù)大,熒光量了產(chǎn)率高,成本低等。第三章中同樣把Hg~(2+)誘導(dǎo)下產(chǎn)生吠喃環(huán)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機(jī)制引入到羅丹明B基團(tuán)中,設(shè)計(jì)合成了兩種相對(duì)應(yīng)的新型探針H2、H3;此外又根據(jù)羅丹明類(lèi)衍生物結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性,設(shè)計(jì)合成了兩種對(duì)應(yīng)的新型探針H4、H5,期待其能高選擇性的識(shí)別Fe~(3+)。研究結(jié)果顯示：Hg~(2+)不能預(yù)期使探針H2的內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生開(kāi)環(huán),且在Hg~(2+)誘導(dǎo)下呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)也沒(méi)形成,但卻發(fā)現(xiàn)Fe~(3+)能使探針H2在λcm=581 nm處熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng),說(shuō)明內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)發(fā)生了開(kāi)環(huán)：隨著Fe~(3+)滴加,1min內(nèi)溶液顏色立即有無(wú)色變?yōu)樘壹t色,靈敏度高且實(shí)現(xiàn)了裸眼識(shí)別;隨后加入AcO-,溶液熒光強(qiáng)度迅速降低且顏色變淺,說(shuō)明探針H2與Fe~(3+)的識(shí)別過(guò)程是可逆的。此外除Cu~(2+)有微弱干擾外,其余陽(yáng)離子對(duì)Fe~(3+)識(shí)別無(wú)干擾。通過(guò)光譜滴定,Job's法測(cè)定探針H2對(duì)Fe~(3+)的絡(luò)合常數(shù)為2.9×104M-1,絡(luò)合比為1:1,3a/slope原理測(cè)定H2對(duì)Fe~(3+)的檢測(cè)極限約為6.04 x 10~(-8) mol/L,比很多已經(jīng)報(bào)道的Fe~(3+)熒光探針都要靈敏；同時(shí)測(cè)得H2-Fe~(3+)絡(luò)合體對(duì)AcO-的檢測(cè)極限約為7.51×10~(-8)mol/L。最后探針H2能成功地在小白鼠巨噬細(xì)胞(Ana-1)中熒光成像,表明其具有較好的膜滲透性和低毒性以及應(yīng)用到生命體系中做離子識(shí)別的潛在價(jià)值。相比明星探針H2,探針H3、H4、H5選擇性識(shí)別離子的能力較差；探針H4能同時(shí)選擇性的識(shí)別Fe~(3+)和Cr~(3+),但對(duì)兩者的識(shí)別能力相當(dāng),不易區(qū)分；探針H3和H5幾乎沒(méi)有識(shí)別能力,因而實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不高。
【關(guān)鍵詞】：合成 熒光分子探針 8-羥基喹啉 Hg~(2+) 羅丹明B Fe~(3+) AcO~-
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O657.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 熒光10-11
• 1.1.1 熒光機(jī)理的研究10
• 1.1.2 熒光分子結(jié)構(gòu)與熒光性質(zhì)的關(guān)系10-11
• 1.2 熒光探針原理11-15
• 1.2.1 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)11-12
• 1.2.2 光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機(jī)理(PET)12-14
• 1.2.3 熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)14-15
• 1.2.4 激基締合物(Excimer/Exciplex)15
• 1.3 各種類(lèi)型的有機(jī)熒光載體在設(shè)計(jì)探針?lè)肿又械膽?yīng)用15-20
• 1.3.1 基于羅丹明體系的熒光分子探針16-18
• 1.3.2 基于8-羥基喹啉體系的熒光分子探針18-20
• 1.4 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 基于8-羥基喹啉為載體的汞離子熒光分子探針的合成與性能研究21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 設(shè)計(jì)思路21
• 2.3 目標(biāo)分子合成路線21-22
• 2.4 實(shí)驗(yàn)部分22-23
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)所有試劑與設(shè)備22-23
• 2.4.2 中間體及目標(biāo)產(chǎn)物的合成23
• 2.5 探針H1的熒光光譜測(cè)試方法23-24
• 2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論24-28
• 2.6.1 探針H1對(duì)汞離子的的選擇性測(cè)試24-25
• 2.6.2 陽(yáng)離子對(duì)汞離子識(shí)別的干擾測(cè)試25-26
• 2.6.3 時(shí)間對(duì)汞離子識(shí)別熒光強(qiáng)度影響測(cè)試26
• 2.6.4 pH值的緩沖溶液對(duì)汞離子影響測(cè)試26
• 2.6.5 探針H1對(duì)汞離子的定量測(cè)試26-27
• 2.6.6 探針H1對(duì)汞離子反應(yīng)識(shí)別機(jī)理研究27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 基于羅丹明B的FE~(3+)熒光分子探針的合成與性能研究29-51
• 3.1 引言29
• 3.2 設(shè)計(jì)思路29-30
• 3.3 目標(biāo)分子合成路線30
• 3.4 實(shí)驗(yàn)部分30-36
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)所有試劑與設(shè)備30-32
• 3.4.2 中間體及目標(biāo)產(chǎn)物的合成32-35
• 3.4.3 探針的紫外光譜與熒光光譜的性能測(cè)試35
• 3.4.4 Benesi-Hidebrand方程與Job's法確定探針與陽(yáng)離子絡(luò)合比的原理35-36
• 3.4.5 比色法測(cè)定探針對(duì)細(xì)胞的毒理性影響36
• 3.4.6 細(xì)胞熒光成像實(shí)驗(yàn)36
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論36-50
• 3.5.1 探針H2、H3、H4、H5分別對(duì)陽(yáng)離子的紫外與熒光選擇性分析與討論36-39
• 3.5.2 溶劑配比值對(duì)探針H2與Fe~(3+)反應(yīng)的影響39
• 3.5.3 探針?lè)肿親2對(duì)Fe~(3+)的熒光滴定實(shí)驗(yàn)測(cè)試39-40
• 3.5.4 pH值對(duì)探針?lè)肿親2與Fe~(3+)反應(yīng)的熒光性質(zhì)影響研究40-41
• 3.5.5 背景陽(yáng)離子對(duì)Fe~(3+)選擇性識(shí)別的干擾實(shí)驗(yàn)測(cè)試41
• 3.5.6 探針H2與Fe~(3+)的結(jié)合常數(shù)與檢測(cè)極限的計(jì)算41-43
• 3.5.7 探針H2對(duì)Fe~(3+)識(shí)別的可逆性研究43-45
• 3.5.8 探針H2與Fe~(3+)的結(jié)合比測(cè)定和機(jī)理研究45-46
• 3.5.9 探針H2對(duì)Fe~(3+)的熒光強(qiáng)度變化速率圖46-47
• 3.5.10 探針H2在實(shí)驗(yàn)試紙中的簡(jiǎn)單應(yīng)用47
• 3.5.11 探針H2在小白鼠巨噬細(xì)胞(Ana-1)的熒光成像實(shí)驗(yàn)47-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56-57
• 附錄1 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57
• 附錄2 目標(biāo)化合物的核磁與高分辨圖譜57-63

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本文編號(hào)：1126836