【摘要】：基于熒光染料的生物熒光成像技術(shù),是當(dāng)前基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的一項(xiàng)極為重要的工具之一。該技術(shù)可以通過簡便的操作在三維尺度上對生物組織和細(xì)胞等進(jìn)行實(shí)時(shí)的可視性的無侵害性的高靈敏監(jiān)測,已然成為目前臨床醫(yī)學(xué)診斷和生物研究中的炙手可熱的課題。尤其是近紅外的熒光成像技術(shù),因?yàn)槠淇梢愿玫販p少生物體組織等自發(fā)熒光的干擾,從而可以更好地提高光學(xué)成像的穿透深度和能力,更大程度的降低光的損失,更是成為目前研究的重中之重。然而這一切的生物成像技術(shù)的研究都建立在獲得良好的熒光染料的基礎(chǔ)上。近紅外染料指的是一類在近紅外區(qū)域(波長700nm)內(nèi)有吸收并且同時(shí)其振動(dòng)波長也落在近紅外波長范圍內(nèi)的重要的功能染料。相比于其他無機(jī)近紅外熒光材料,有機(jī)近紅外(NIR)染料小分子因?yàn)槠渚哂休^高的熒光量子產(chǎn)率和較好的生物相容性,以及結(jié)構(gòu)可功能化修飾和光譜范圍可調(diào)等優(yōu)勢更是成為研究者們持續(xù)關(guān)注的熱點(diǎn)。特別是近年來,NIR染料已經(jīng)廣泛被應(yīng)用在光學(xué)成像、腫瘤診斷、熒光標(biāo)識(shí)等領(lǐng)域,但是目前如何簡單高效的合成近紅外染料分子依舊存在著挑戰(zhàn),仍舊是化學(xué)和材料以及生物學(xué)科研究的重點(diǎn)方向。因此在設(shè)計(jì)和合成近紅外染料的思路上,需要盡可能的減少合成步驟,快速簡便地獲得目標(biāo)分子才是最理想的。而碳?xì)滏I活化作為近年來新興的迅速發(fā)展的一類反應(yīng),憑借著在交叉偶聯(lián)時(shí)的原子經(jīng)濟(jì)型和環(huán)境友好以合成路徑簡單等優(yōu)勢,越來越受到研究人員的青睞,并且在合成近紅外染料領(lǐng)域發(fā)揮著巨大潛力。尤其是當(dāng)前利用過渡金屬鈀催化的碳?xì)銫-H活化反應(yīng),已經(jīng)成為構(gòu)建各種有機(jī)天然產(chǎn)物分子和各類藥物分子極為有效的手段。其機(jī)理是利用導(dǎo)向基團(tuán)的配位作用,一步反應(yīng)便可以實(shí)現(xiàn)C-H鍵到C-C鍵、C-X(X=N,O,Cl,Br,I等)鍵的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化,從而減少了傳統(tǒng)合成過程中多步反應(yīng)步驟,提高了合成效率且原子利用率高。綜上所述,本論文結(jié)合近年來的研究進(jìn)展,利用C-H活化反應(yīng)的簡便性來探索和構(gòu)建三種類型的有機(jī)近紅外染料小分子。首先,在有機(jī)NIR染料分子中,BODIPY熒光染料因?yàn)槠渚哂袃?yōu)良的光物理學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)易于修飾等特性,被廣泛應(yīng)用在腫瘤的診斷與治療領(lǐng)域,因此有很值得研究和探索的意義。本文通過利用鈀催化的C-H和C-S鍵活化的炔烴噻吩來制備含硫的有機(jī)BODIPY染料分子,并對其進(jìn)行了光譜表征。其次,苯并噻二唑類共軛的有機(jī)分子也是一類具有潛力的近紅外染料分子,本文中利用同樣的碳?xì)浠罨韺ζ溥M(jìn)行修飾合成,得到含硫的苯并噻二唑類有機(jī)近紅外小分子染料。最后,在此基礎(chǔ)上,探索性地嘗試著設(shè)計(jì)和合成一類新的近紅外Z染料。盡管并未得到所有的目標(biāo)的染料分子,但是利用碳?xì)浠罨瘉順?gòu)建有機(jī)近紅外染料儼然已是一項(xiàng)具有意義的研究課題,并且在其他類型合成中也具有重大的潛力。
【圖文】：

圖１．２．３．５通過Ｃ－Ｈ和Ｃ－Ｓ鍵活化實(shí)現(xiàn)的偶聯(lián)反應(yīng)的研究實(shí)例邐２９逡逑圖２．１邋ＢＯＤＤＰＹ類染料母核結(jié)構(gòu)以及對其修飾的研宄發(fā)展實(shí)例邐邐３２逡逑圖２．２．１新型的氮雜ＢＯＤＩＰＹ染料邐３３逡逑圖２．２．２新型ＢＯＤＩＰＹ染料分子的設(shè)計(jì)路線１示意圖邐３４逡逑

具體包含了兩大類，即半導(dǎo)體量子點(diǎn)（ＱＤｓ）邋［６］和單壁碳納米管（ＳＷＮＴ）。據(jù)了解，，已經(jīng)逡逑報(bào)道的具有ＮＩＲ焚光性質(zhì)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)包括Ａｇ２Ｓｍ＊邋Ａｇ２Ｓｅ［８］、ＣｄＴｅ以及合金等，它逡逑們擁有量子產(chǎn)率比較高，激發(fā)譜較寬從而可以實(shí)現(xiàn)多色激發(fā)，并且Ｓｔｏｋｅｓ位移較大所以具逡逑有背景干擾低、對生物樣品的光損傷小、樣品穿透性強(qiáng)、檢測靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。但此類染逡逑料因?yàn)楹茫涞戎亟饘匐x子，潛在毒性較大，所以限制了其在生物體系的應(yīng)用此外當(dāng)逡逑光照ＱＤｓ時(shí)，會(huì)出現(xiàn)光的閃爍時(shí)而明時(shí)而暗，從而導(dǎo)致它們并不適合應(yīng)用到成像領(lǐng)域，逡逑即“ｂｌｉｎｋｉｎｇ”現(xiàn)象［１（）］。ＳＷＮＴ類染料的生物相容性相對比較好，且有較好的光穩(wěn)定性，以逡逑及熒光壽命較短比較適合成像，但是它的不足之處就是熒光量子產(chǎn)率較低，并且容易聚集逡逑會(huì)導(dǎo)致熒光淬滅。逡逑第三類近紅外染料則是稀土配合物類型的ＮＩＲ材料，具體包含的主要是Ｅｕ３＋和Ｔｂ３＋逡逑的配合物［１１］熒光探針，它們擁有Ｓｔｏｃｋｓ位移較大，和毫秒級(jí)的熒光壽命，因此可以應(yīng)用到時(shí)逡逑間分辨熒光檢測技術(shù)和生物技術(shù)領(lǐng)域［１１］。但是也存在成膜困難、制備工藝復(fù)雜、使用時(shí)易逡逑結(jié)晶、從而導(dǎo)致使用壽命短以及熒光量子效率不高等有待改善的問題。逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ617

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃旦翔;夏萌;彭雄偉;黎太浩;程曉紅;;苯并噻二唑共軛有機(jī)分子合成研究進(jìn)展[J];云南化工;2015年06期

2 王曉馳;常剛;曹瑞軍;孟令杰;;近紅外熒光染料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及生物熒光成像應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2015年07期

3 肖唐鑫;劉立;強(qiáng)琚莉;王樂勇;;鈀催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)——2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)簡介[J];自然雜志;2010年06期

4 顏范勇;陳立功;閆喜龍;葛鳳燕;段二紅;;羅丹明類熒光染料的合成及應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2006年Z1期

5 施鋒,李宏洋,彭孝軍;生物分析用近紅外熒光染料研究進(jìn)展[J];精細(xì)化工;2003年05期

本文編號(hào)：2606467