生物體內(nèi)的各種陰、陽離子,氨基酸以及蛋白質(zhì)等的含量對生命健康的維持起到了重要作用,如果能便捷地檢測這些物質(zhì)在生物體內(nèi)的分布及濃度變化,則對于它們能引起的疾病的預防和控制起到非常重要的作用。因此,發(fā)展能快速、準確、無損、原位地檢測這些物質(zhì)的分析方法便成為研究者們關(guān)注的重點。小分子熒光探針技術(shù)作為一種新興的分析檢測技術(shù),因其反應靈敏,準確度高,檢出限較低且能運用于生物體熒光成像等優(yōu)點,吸引了眾多研究者們的目光并發(fā)展成為一項獨立的分析技術(shù)。羅丹明是一種常見的生物熒光染色劑,具有許多優(yōu)良的光學性質(zhì),如:較大的摩爾吸收系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率,較好的光穩(wěn)定性等。因此,羅丹明常常作為熒光母體被運用于熒光探針的設(shè)計及構(gòu)建中。由于基于羅丹明衍生物的熒光探針有固定的氧雜蒽發(fā)色團,因此吸收和發(fā)射光的波長變化并不大,吸收光波長通常在550nm附近,發(fā)射光波長通常在570nm附近。但是在熒光探針運用于生物成像中時,較大的吸收光波長能有效地降低生物自發(fā)光帶來的影響且能提高信噪比。理論上,更大的共軛結(jié)構(gòu)能使得熒光探針的吸收光波長更大,即紅移。基于此,本論文在前人的基礎(chǔ)上,設(shè)計開發(fā)了一對基于二聚羅丹明衍生物的熒光探針,它們是一對順反異構(gòu)體,都以二聚形式的氧雜蒽為其發(fā)色主體。實驗數(shù)據(jù)表明,這對順反異構(gòu)體在光物理、光化學性質(zhì)方面存在較大差別,反式的熒光探針顯示出對鈀離子具有很好的選擇性,而且由于這對熒光探針的熒光團具有更大剛性平面結(jié)構(gòu),使得熒光探針開環(huán)時產(chǎn)生的最大吸收波長紅移,達到603 nm,熒光發(fā)射峰的位置達到625 nm,相比于普通羅丹明的吸收和發(fā)射峰的位置紅移達50 nm左右,具有更好的應用前景。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O657.3;TQ422
【部分圖文】：

首先就是要發(fā)展出一種便捷、精確檢測重金屬離子的方法。隨著科技術(shù)水平的不斷發(fā)展，目前已經(jīng)有一些方法成功用于重金屬檢測之中，例如：光分析法，電化學分析法，液相色譜法，生物化學分析法[1]。與其他幾種分析方相比，熒光分析法通過重金屬與熒光探針結(jié)合，會減弱或增強熒光的特性，具操作步驟簡單，分析效果好的優(yōu)點。因此，發(fā)展新型熒光探針也成為研究者們注的熱門方向。羅丹明是一類常見的染色劑，因其具有一系列良好的光學性質(zhì)，如摩爾消系數(shù)較大、熒光量子產(chǎn)率較高、光穩(wěn)定性好等，常常被應用于分子探針的設(shè)計中它的分子主體是呈剛性平面結(jié)構(gòu)的氧雜蒽，同時這也是它的發(fā)色團，與氧雜蒽連的五元螺環(huán)則是它的特異性識別部位。研究者們通過修飾螺環(huán)上的取代基使丹明的衍生物對酸性環(huán)境或某種金屬產(chǎn)生特異性識別，以此達到分子熒光探針建的目的。通常情況下，溶液中的羅丹明衍生物表現(xiàn)為無色且不發(fā)或僅發(fā)出很弱的熒光。而當溶液中被加入酸性物質(zhì)使溶液顯酸性或加入某些金屬離子后，丹明衍生物的五元螺環(huán)便會打開，分子共軛結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得溶液變紅并發(fā)強烈的熒光[2-3]，如圖 1-1 所示。依靠羅丹明衍生物的這類性質(zhì)，便可以被設(shè)計各類熒光探針特異性檢測各種金屬離子。

導電子轉(zhuǎn)移 基于光誘導電子轉(zhuǎn)移的熒光探針的響應機射致使熒光團的最高占據(jù)軌道（HOMO）上的一個電LUMO）上，這時 HOMO 上空出一個孤電子。而與熒MO 軌道能量恰好稍高于熒光團的 HOMO 時，識別基躍遷至熒光團的 HOMO 上，與熒光團 HOMO 上的孤激發(fā)躍遷至 LUMO 軌道上的電子無法回落到原先的-22]。但是當識別基團與被檢測物結(jié)合或反應后，識別變化，當軌道的能量低于熒光團的 HOMO 時，識別會躍遷至熒光團的 HOMO 上，此時被激發(fā)到熒光團以回落到基態(tài)，即躍遷回原來的 HOMO 軌道上，熒光所示。基于這種機理設(shè)計的熒光探針在與被檢測物作用光，而當識別基團與被檢測物作用后便發(fā)出較強的熒化就可以判斷出是否存在目標分子。由于光誘導電子在熒光團和識別基團之間躍遷，因此對于熒光團和識并且，熒光團須與識別基團距離較近，也就是說它們長度較短，否則這種電子轉(zhuǎn)移過程會減弱。

哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文熒光團受到光的激發(fā)時，整個分子內(nèi)部存在電荷轉(zhuǎn)移，電子遠離電子給體而到電子受體。而當識別基團與被檢測物作用后，識別基團的給電子能力或受能力發(fā)生改變，從而導致整個分子的給、受電子體之間的能差改變，引起熒射波長紅移或藍移[23-24]，如圖 1-3 所示。因此，基于這種原理設(shè)計的熒光探針檢測物作用前后產(chǎn)生的變化遠不如基于光誘導電子轉(zhuǎn)移的熒光探針那么明顯
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本文編號：2836090