發(fā)布時間：2017-11-01 12:25

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

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

【摘要】：過渡金屬離子在化學、生命、醫(yī)學等科學領域扮演重要角色,因而對溶液中存在地過渡金屬的檢測是分析化學領域重要的使命。熒光分子探針可以將識別的信息基團轉(zhuǎn)變?yōu)槟鼙粰z測的熒光信號,具有靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點,因此當前開發(fā)出識別性能優(yōu)異的熒光傳感器得到了越來越多的重視。8-羥基喹啉作為一類被廣泛應用于熒光分子探針中重要的金屬離子螯合劑,其機理主要是其與金屬離子結(jié)合的過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度增強。第二章中我們將一種在Hg~(2+)誘導下產(chǎn)生相應呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的反應機制引入到8-羥基喹啉基團中,設計合成了能專一識別Hg~(2+)的反應型探針分子H1。研究結(jié)果表明：熒光發(fā)射光譜圖證明該探針只能專一識別Hg~(3+),其余陽離子對Hg~(2+)的識別無干擾。在中性溶液中滴加5equiv. Hg2會導致熒光強度在432nm處增強70倍且體系完全反應需要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是一類常用的熒光載體,其最大的優(yōu)點是摩爾消光系數(shù)大,熒光量了產(chǎn)率高,成本低等。第三章中同樣把Hg~(2+)誘導下產(chǎn)生吠喃環(huán)結(jié)構(gòu)的反應機制引入到羅丹明B基團中,設計合成了兩種相對應的新型探針H2、H3;此外又根據(jù)羅丹明類衍生物結(jié)構(gòu)的獨特性,設計合成了兩種對應的新型探針H4、H5,期待其能高選擇性的識別Fe~(3+)。研究結(jié)果顯示：Hg~(2+)不能預期使探針H2的內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生開環(huán),且在Hg~(2+)誘導下呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)也沒形成,但卻發(fā)現(xiàn)Fe~(3+)能使探針H2在λcm=581 nm處熒光強度顯著增強,說明內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)發(fā)生了開環(huán)：隨著Fe~(3+)滴加,1min內(nèi)溶液顏色立即有無色變?yōu)樘壹t色,靈敏度高且實現(xiàn)了裸眼識別;隨后加入AcO-,溶液熒光強度迅速降低且顏色變淺,說明探針H2與Fe~(3+)的識別過程是可逆的。此外除Cu~(2+)有微弱干擾外,其余陽離子對Fe~(3+)識別無干擾。通過光譜滴定,Job's法測定探針H2對Fe~(3+)的絡合常數(shù)為2.9×104M-1,絡合比為1:1,3a/slope原理測定H2對Fe~(3+)的檢測極限約為6.04 x 10~(-8) mol/L,比很多已經(jīng)報道的Fe~(3+)熒光探針都要靈敏；同時測得H2-Fe~(3+)絡合體對AcO-的檢測極限約為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用到生命體系中做離子識別的潛在價值。相比明星探針H2,探針H3、H4、H5選擇性識別離子的能力較差；探針H4能同時選擇性的識別Fe~(3+)和Cr~(3+),但對兩者的識別能力相當,不易區(qū)分；探針H3和H5幾乎沒有識別能力,因而實際應用價值不高。
【關鍵詞】：合成 熒光分子探針 8-羥基喹啉 Hg~(2+) 羅丹明B Fe~(3+) AcO~-
【學位授予單位】：上海應用技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 熒光機理的研究10
• 1.1.2 熒光分子結(jié)構(gòu)與熒光性質(zhì)的關系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 光誘導電子轉(zhuǎn)移機理(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 各種類型的有機熒光載體在設計探針分子中的應用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內(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 設計思路21
• 2.3 目標分子合成路線21-22
• 2.4 實驗部分22-23
• 2.4.1 實驗所有試劑與設備22-23
• 2.4.2 中間體及目標產(chǎn)物的合成23
• 2.5 探針H1的熒光光譜測試方法23-24
• 2.6 實驗結(jié)果與討論24-28
• 2.6.1 探針H1對汞離子的的選擇性測試24-25
• 2.6.2 陽離子對汞離子識別的干擾測試25-26
• 2.6.3 時間對汞離子識別熒光強度影響測試26
• 2.6.4 pH值的緩沖溶液對汞離子影響測試26
• 2.6.5 探針H1對汞離子的定量測試26-27
• 2.6.6 探針H1對汞離子反應識別機理研究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 設計思路29-30
• 3.3 目標分子合成路線30
• 3.4 實驗部分30-36
• 3.4.1 實驗所有試劑與設備30-32
• 3.4.2 中間體及目標產(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試35
• 3.4.4 Benesi-Hidebrand方程與Job's法確定探針與陽離子絡合比的原理35-36
• 3.4.5 比色法測定探針對細胞的毒理性影響36
• 3.4.6 細胞熒光成像實驗36
• 3.5 實驗結(jié)果與討論36-50
• 3.5.1 探針H2、H3、H4、H5分別對陽離子的紫外與熒光選擇性分析與討論36-39
• 3.5.2 溶劑配比值對探針H2與Fe~(3+)反應的影響39
• 3.5.3 探針分子H2對Fe~(3+)的熒光滴定實驗測試39-40
• 3.5.4 pH值對探針分子H2與Fe~(3+)反應的熒光性質(zhì)影響研究40-41
• 3.5.5 背景陽離子對Fe~(3+)選擇性識別的干擾實驗測試41
• 3.5.6 探針H2與Fe~(3+)的結(jié)合常數(shù)與檢測極限的計算41-43
• 3.5.7 探針H2對Fe~(3+)識別的可逆性研究43-45
• 3.5.8 探針H2與Fe~(3+)的結(jié)合比測定和機理研究45-46
• 3.5.9 探針H2對Fe~(3+)的熒光強度變化速率圖46-47
• 3.5.10 探針H2在實驗試紙中的簡單應用47
• 3.5.11 探針H2在小白鼠巨噬細胞(Ana-1)的熒光成像實驗47-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 結(jié)論51-52
• 參考文獻52-56
• 致謝56-57
• 附錄1 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文57
• 附錄2 目標化合物的核磁與高分辨圖譜57-63

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本文編號：1126836