本文選題：熒光分子探針 + 近紅外��； 參考：《湘潭大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：目前,熒光分子探針已成為分析化學(xué)的一個研究熱點。由于具有分析速度快、操作簡單、選擇性好、靈敏度高等優(yōu)點,熒光分析技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,如化學(xué)化工、材料化學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。羅丹明染料具有大的剛性共軛結(jié)構(gòu),熒光量子產(chǎn)率高,是一類優(yōu)良的熒光探針染料。但羅丹明類的探針發(fā)射波長比較短(650 nm),這限制了其在生物成像中的應(yīng)用。近紅外熒光分子探針的吸收和發(fā)射波長都位于650-900 nm,因此具有背景熒光低、強的穿透生物組織的能力、對生物樣品的光損傷少的優(yōu)點。近年來,越來越多的人研究近紅外熒光分子探針。本論文利用費舍爾氏醛來增大熒光母體的共軛結(jié)構(gòu),將探針的波長延長到近紅外區(qū),設(shè)計合成了兩個新型的羅丹明類近紅外熒光分子探針,并分別應(yīng)用于對谷胱甘肽(glutathione,GSH)和三價鋁離子的檢測。具體內(nèi)容如下:1.設(shè)計并合成了熒光分子探針NIR-Rh1、NIR-Rh2,并通過質(zhì)譜、核磁共振氫譜以及碳譜對兩個分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確認(rèn)及表征。2.將合成的近紅外熒光分子探針NIR-Rh1用于對GSH的檢測。在加入GSH后,該探針展現(xiàn)高的量子產(chǎn)率(Φ=0.43),當(dāng)與2.5當(dāng)量的GSH作用時,熒光強度增加了75倍。而且,該探針能高選擇性的檢測GSH,不受其它生物硫醇(半胱氨酸Cys、同型半胱氨酸Hcy)以及氨基酸的干擾。另外,GSH誘導(dǎo)的探針內(nèi)酰胺開環(huán)的機理也通過質(zhì)譜、核磁共振進(jìn)行了驗證。更重要的是,該熒光探針成功的被應(yīng)用到生物樣品中如細(xì)胞和組織中選擇性的檢測GSH。3.將合成的近紅外熒光分子探針NIR-Rh2應(yīng)用于鋁離子的檢測。據(jù)我們所知,這是第一個用于測鋁并將其應(yīng)用于細(xì)胞和組織中的近紅外探針。在未加Al~(3+)時,探針溶液顯淺黃色并且沒有熒光。當(dāng)加入Al~(3+)后,Al~(3+)與該探針NIR-Rh2發(fā)生絡(luò)合作用,導(dǎo)致NIR-Rh2的內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)開環(huán),在743 nm處出現(xiàn)一個強發(fā)射峰,同時溶液的顏色由淺黃色變成綠色。當(dāng)加入2當(dāng)量的Al~(3+)時,熒光強度增強至空白的77倍。探針溶液在743 nm處的熒光強度與1.0×10~(-7)-2.0×10~(-5)M范圍內(nèi)的Al~(3+)濃度呈良好的線性關(guān)系,檢測限為3×10~(-8) M。另外,在pH值為6.0-8.0時,不會干擾探針NIR-Rh2檢測Al~(3+),而且對Al~(3+)的選擇性高。同時,我們還利用質(zhì)譜、核磁以及DFT理論計算對熒光分子探針NIR-Rh2與Al~(3+)的響應(yīng)原理進(jìn)行了驗證,并成功的將該探針應(yīng)用到了活細(xì)胞和組織中熒光成像。
[Abstract]:At present, fluorescent molecular probes have become a hot spot in analytical chemistry. Because of its advantages of fast analysis, simple operation, good selectivity and high sensitivity, fluorescence analysis technology has been widely used in various fields, such as chemistry, material chemistry, environmental science and biomedicine. Rhodamine dyes have large rigid conjugated structure and high fluorescence quantum yield, so they are a kind of excellent fluorescent probe dyes. However, Rhodamine probe has a shorter emission wavelength of 650 nm, which limits its application in biological imaging. The absorption and emission wavelengths of near-infrared fluorescence probes are located at 650-900 nm, so they have the advantages of low background fluorescence, strong ability to penetrate biological tissues and less light damage to biological samples. In recent years, more and more people have studied near infrared fluorescent molecular probes. In this paper, Fischer's aldehyde was used to enlarge the conjugate structure of the fluorescence matrix, and the wavelength of the probe was extended to near infrared region. Two novel Rhodamine near infrared fluorescent probes were designed and synthesized. It was applied to the detection of glutathione (GSH) and trivalent aluminum ions, respectively. The details are as follows: 1. The fluorescent molecular probe NIR-Rh1 (NIR-Rh2) was designed and synthesized. The structures of the two molecules were confirmed and characterized by mass spectrometry, nuclear magnetic resonance (NMR) and carbon spectroscopy. The synthesized near infrared fluorescent probe NIR-Rh1 was used to detect GSH. After the addition of GSH, the probe exhibited a high quantum yield (桅 _ (0.43), and the fluorescence intensity increased 75 times when the probe was treated with 2.5 equivalent GSH. Moreover, the probe can detect GSH with high selectivity without interference from other biological mercaptan (cysteine cysts, homocysteine) and amino acids. In addition, the mechanism of GSH-induced ring opening of the probe lactam was also verified by mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR). More importantly, the fluorescent probe was successfully applied to the selective detection of GSH.3 in biological samples such as cells and tissues. The synthesized near infrared fluorescence probe NIR-Rh2 was applied to the detection of aluminum ions. To our knowledge, this is the first near-infrared probe to be used for the determination of aluminum and its application in cells and tissues. When Al~(3 is not added, the probe solution is yellowish and has no fluorescence. After the addition of Al~(3), the Al~(3) complex with the probe NIR-Rh2 resulted in a ring opening of the lactam structure of NIR-Rh2, and a strong emission peak at 743nm, and the color of the solution changed from light yellow to green. When 2 equivalent Al~(3 was added, the fluorescence intensity increased to 77 times of the blank. The fluorescence intensity of the probe solution at 743 nm showed a good linear relationship with the concentration of Al~(3 in the range of 1.0 脳 10 ~ (-7) ~ (-7) -2.0 脳 10 ~ (10) ~ (-5) M, and the detection limit was 3 脳 10 ~ (-8) M. In addition, when pH was 6.0-8.0, the probe NIR-Rh2 could not interfere with the detection of Al~(3, and the selectivity to Al~(3 was high. At the same time, the response principle of fluorescent molecular probe NIR-Rh2 and Al~(3 was verified by mass spectrometry, nuclear magnetic field and DFT theory, and the probe was successfully applied to fluorescent imaging in living cells and tissues.
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O657.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周伯勁,王修林;羅丹明B及其在分析化學(xué)中的應(yīng)用[J];冶金分析與測試(冶金分析分冊);1983年05期

2 姜太良;田素珍;孫丕喜;;不同環(huán)境因子對羅丹明B影響的試驗[J];黃渤海海洋;1985年04期

3 王筱敏,邵謙,柏竹平,嚴(yán)鳳霞;羅丹明6G熒光淬滅法測定水中微量磷[J];光譜學(xué)與光譜分析;1988年03期

4 圣筱敏,姜敏華,柏竹平,嚴(yán)風(fēng)霞;羅丹明6G熒光淬火法測定鋼中的鉬[J];冶金分析;1989年05期

5 王喜慶,龍英才,孫媛;羅丹明B內(nèi)酯單晶的生長及晶體結(jié)構(gòu)[J];化學(xué)學(xué)報;2000年09期

6 戚秀菊;羅丹明B在無機分析中的應(yīng)用[J];光譜實驗室;2001年02期

7 劉立明,宋功武,吳鳴虎,方光榮,李玲;測定蛋白質(zhì)的羅丹明B自聚平衡體系[J];分析測試學(xué)報;2002年05期

8 趙秀琴;;羅丹明衍生物在傳感分析化學(xué)中的應(yīng)用[J];安慶師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年01期

9 林長虹;胡書玉;黃達(dá)鍇;吳潔婷;孫丹;;辣椒及其制品中羅丹明B的超高效液相色譜熒光檢測[J];廣東化工;2011年04期

10 郝燕花;閆正;鄧?yán)?;高效液相色譜法測定金蔥粉中的羅丹明B含量[J];化學(xué)分析計量;2011年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 劉暢;從宇鴻;張穎;白銀娟;郭媛;楊秉勤;史真;;一種新型剛性羅丹明熒光標(biāo)記探針的合成[A];有機合成創(chuàng)新—產(chǎn)業(yè)化的新動力——中國化學(xué)會全國第三屆有機合成化學(xué)與過程學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2010年

2 宋相志;;羅丹明染料的熒光淬滅機理研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第12分會場摘要集[C];2010年

3 雷潔;莫育俊;張鵬翔;屠安;;羅丹明6 G的表面增強拉曼散射[A];全國第三屆光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要[C];1985年

4 黎俊波;潘志權(quán);;新型羅丹明B衍生物增色銅離子檢測性能研究[A];2010中西部地區(qū)無機化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

5 孫杰;陳昭;戴迎賓;鄧克儉;侯浩波;;可見光誘導(dǎo)氯代含硫四氮雜卟啉鐵活化氧降解羅丹明B[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

6 羅薇楠;尤宏;姚杰;蔡偉民;;三相內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器光催化降解羅丹明B的研究[A];2004年全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

7 徐玉榮;宋桂蘭;黃民生;;羅丹明B鈣黃綠素?zé)晒夤舱衲芰哭D(zhuǎn)移測定痕量銻的研究[A];上海市化學(xué)化工學(xué)會2011年度學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

8 林佳麗;祖莉莉;;羅丹明染料-孔雀石綠的熒光共振能量轉(zhuǎn)移研究[A];第十六屆全國分子光譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

9 郁美娟;張海鳳;賴奕堅;孟慶華;張萬斌;;新型羅丹明類熒光標(biāo)記探針的研究(Ⅱ)——羅丹明B-N-羥基琥珀酰亞胺酯的合成與標(biāo)記應(yīng)用[A];第九屆全國染料與染色學(xué)術(shù)研討會暨信息發(fā)布會論文集[C];2004年

10 趙文偉;;羅丹明分子異構(gòu)化的理論研究[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第13分會場摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 郝鳳桐 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院職業(yè)病與中毒醫(yī)學(xué)科主任醫(yī)師;羅丹明 B:染色花椒的元兇[N];大眾科技報;2011年

2 本報記者 王薇;全面促進(jìn)我國辣椒提取行業(yè)跨越式發(fā)展[N];中國食品報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊會然;羅丹明類近紅外熒光染料的設(shè)計、合成及其生物成像應(yīng)用研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 劉濤;基于邁克爾加成的硫醇熒光成像探針[D];山西大學(xué);2017年

3 邱曉勇;羅丹明基PMOs的制備、表征及在金屬離子傳感方面的應(yīng)用[D];山東大學(xué);2015年

4 張延如;基于羅丹明衍生物熒光探針的設(shè)計、合成及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2016年

5 王保剛;近紅外硅基羅丹明—合成方法學(xué)及熒光探針的構(gòu)建與成像研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2016年

6 顏范勇;羅丹明類衍生物的合成及表征[D];天津大學(xué);2007年

7 劉常浩;胃癌診斷系列分子影像探針的研發(fā)與成像研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2017年

8 張麗珠;羅丹明染料的合成及作為離子探針的應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2008年

9 倪靜凱;新型羅丹明探針的合成及其對汞離子和半胱氨酸分子傳感性能的研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所);2015年

10 王琦;基于萘酐及羅丹明B的分子自組裝研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 謝俊英;基于羅丹明衍生物近紅外染料的合成及性能研究[D];湘潭大學(xué);2017年

2 孫浩添;淺海沉積層探針測量系統(tǒng)研究[D];東北師范大學(xué);2017年

3 程璐揚;基于希夫堿結(jié)構(gòu)的Cu~(2+)探針的合成及識別性能研究[D];遼寧科技大學(xué);2017年

4 劉永香;基于苯并吡喃腈的新型近紅外熒光探針的合成與性能研究[D];鄭州大學(xué);2017年

5 彭紅萍;新型萘酰亞胺衍生物熒光離子探針的合成及性能研究[D];蘭州交通大學(xué);2017年

6 魏星;準(zhǔn)東煤灰沉積特性實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

7 曹小偉;基于羅丹明B的熒光探針和[2]輪烷的設(shè)計、合成及應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2015年

8 溫馨;基于羅丹明衍生物離子探針的合成及識別性質(zhì)研究[D];渤海大學(xué);2015年

9 于連偉;基于羅丹明B的鉍離子熒光傳感器的合成及其性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

10 陳曉燕;基于羅丹明B特異性檢測Al~(3+)和Fe~(3+)熒光探針的制備研究[D];南京理工大學(xué);2015年

，

本文編號：1942427