【摘要】：熒光探針分析法,主要通過與待分析物的化學(xué)反應(yīng)來改變其熒光顏色或熒光強(qiáng)度來定性或定量分析特定目標(biāo)。它具有靈敏度高,選擇性好,反應(yīng)時(shí)間短,操作快等優(yōu)點(diǎn),使它在生命科學(xué)等領(lǐng)域的檢測(cè)中具有越來越重要的應(yīng)用。與單光子熒光探針相比,由于雙光子熒光探針在可見光-近紅外范圍(約700-1100nm)內(nèi)被激發(fā),可以克服單光子熒光技術(shù)的許多問題,如較短的激發(fā)波長(zhǎng)(350-550 nm)導(dǎo)致光漂白,對(duì)樣品的光損傷比較大,以及生物樣品在此波段中的自發(fā)光的干擾等問題,使得雙光子熒光探針成為當(dāng)今前沿研究領(lǐng)域的熱門課題。因此,設(shè)計(jì)一種具有雙光子性質(zhì)的熒光探針用于檢測(cè)生物體內(nèi)的分子、離子具有重要意義。本學(xué)位論文分別選用萘酰亞胺和香豆素衍生物作為熒光團(tuán),通過修飾,設(shè)計(jì)合成了三種熒光探針,用于二氧化硫(SO_2)及其衍生物亞硫酸氫鈉鹽(NaHSO_3)的檢測(cè)。首先,基于1,8-萘酰亞胺熒光團(tuán)以醛基C=O為SO_2衍生物的反應(yīng)位點(diǎn),設(shè)計(jì)探針Na-SO_2-Lyso。此外,將嗎啉單元作為靶向溶酶體的基團(tuán)連接到探針中,實(shí)現(xiàn)探針對(duì)溶酶體中SO_2的檢測(cè)。探針Na-SO_2-Lyso由于C=N異構(gòu)化作用引起激發(fā)態(tài)的非輻射衰變過程,初始熒光較弱。與HSO_3~-作用后,生成強(qiáng)氫鍵給體-OH基團(tuán)。由于新形成的分子內(nèi)O-H···N=C氫鍵有效地抑制了探針的C=N異構(gòu)化,因此探針熒光大大增強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)NaHSO_3的有效檢測(cè)。在生物成像實(shí)驗(yàn)中,探針能夠在單光子與雙光子的模式下在HeLa細(xì)胞和斑馬魚中對(duì)NaHSO_3進(jìn)行檢測(cè)。其次,以香豆素和苯并吡喃鹽為熒光團(tuán),設(shè)計(jì)了C=C鍵為亞硫酸氫鹽或亞硫酸鹽反應(yīng)位點(diǎn)的近紅外雙光子熒光探針NIR-SO_2-TP。探針本身的激發(fā)波長(zhǎng)在近紅外波段的650 nm處,發(fā)射波長(zhǎng)在790-900 nm范圍內(nèi)。當(dāng)加入亞硫酸氫鹽后,亞硫酸氫鹽通過親核加成進(jìn)攻探針NIR-SO_2-TP的C=C不飽和雙鍵,大共軛體系被切斷,導(dǎo)致探針的近紅外發(fā)射消失,只釋放出香豆素的黃綠色熒光,從而達(dá)到有效識(shí)別SO_2的目的。此外,該探針在生物成像實(shí)驗(yàn)中,成功地在近紅外和雙光子的雙模式下檢測(cè)到細(xì)胞、組織、斑馬魚及小鼠中的NaHSO_3。最后,開發(fā)了一種基于二氟硼氧基香豆素為熒光團(tuán),以醛基和C=C不飽和雙鍵為反應(yīng)位點(diǎn)的近紅外雙光子反應(yīng)型探針CoB-SO_2。探針本身發(fā)射紅色熒光,加入HSO_3~-后,同時(shí)進(jìn)攻反應(yīng)位點(diǎn)C=C不飽和雙鍵以及末端的醛基,導(dǎo)致探針的近紅外發(fā)射淬滅,釋放香豆素基團(tuán)的黃綠色熒光,從而能夠檢測(cè)HSO_3~-。另外,該探針能夠快速響應(yīng)二氧化硫,同時(shí)對(duì)二氧化硫具有良好的選擇性并且該探針對(duì)細(xì)胞與斑馬魚中的SO_2進(jìn)行了成像。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q503;O657.3
【圖文】：

和非輻射躍遷方式釋放并回到基態(tài)。其中輻射躍遷過程中發(fā)射。熒光的產(chǎn)生大致有如下三個(gè)過程：激發(fā)、馳豫和發(fā)射熒光。1 表示[74]。發(fā)過程：處于基態(tài)電子吸收光子后，從基態(tài)躍遷到 S1或 S2激豫過程：在 S2態(tài)或 S1態(tài)達(dá)到高能量振動(dòng)激發(fā)態(tài)的電子，小部動(dòng)弛豫過程釋放，到達(dá)單重激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)基態(tài) S1，這個(gè)過光發(fā)射過程：熒光發(fā)射是熒光分子通過輻射衰變釋放出光子后到 S0態(tài)的輻射躍遷過程。激發(fā)分子的電子處于激發(fā)態(tài)，經(jīng)系間竄越形成三重激發(fā)態(tài)（Tj三重激發(fā)態(tài)的最低能級(jí)(Tl)，然后以輻射衰變發(fā)射光子躍遷回到稱為磷光。

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文止，多種傳感機(jī)理被用于設(shè)計(jì)熒光探針，主要傳感機(jī)理有：分6]、光致電子轉(zhuǎn)移（PET）[77-79]和熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）[如：跨鍵能量轉(zhuǎn)移[81]、梭酸螺環(huán)開關(guān)[82, 83]、激發(fā)態(tài)分子內(nèi)電荷86]以及 C=N 鍵異構(gòu)化[87]等。內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理（ICT）設(shè)計(jì)的熒光探針，機(jī)理如圖 1.2 所示子受體（如醛基、氰基、酯以及硝基等）和電子供體（如氨基的“推-拉”電子體系。由于空間中最高占據(jù)軌道（HOMO）和最有效重疊率較低，光激發(fā)伴隨著電荷空間分布的變化，導(dǎo)致荷轉(zhuǎn)移過程。

選擇性檢測(cè)二氧化硫衍生物熒光探針的構(gòu)建及生物應(yīng)用研究從供體的 HOMO 軌道轉(zhuǎn)移到熒光團(tuán)的 HOMO 軌道上，進(jìn)而阻止了被激發(fā)夠再返回原來的軌道，從而發(fā)生熒光淬滅。d-PET 機(jī)制：當(dāng)熒光探針受激光照射后，熒光團(tuán)的 HOMO 軌道一個(gè)電子 軌道，隨后熒光團(tuán) LUMO 軌道的電子又轉(zhuǎn)移到識(shí)別基團(tuán)的空的 LUMO 別基團(tuán) LUMO 軌道的電子非輻射躍遷至 HOMO 軌道（該過程稱為 d-PE淬滅。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周勇;王曉菲;譚超華;王傳奎;;基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的多枝狀熒光探針光學(xué)性質(zhì)與響應(yīng)機(jī)理分析（英文）[J];Chinese Journal of Chemical Physics;2019年04期

2 董天宇;朱昱;李宏達(dá);劉思佳;;硫離子熒光探針的研究進(jìn)展[J];山東化工;2018年14期

3 陳博;褚文道;;小分子熒光探針的設(shè)計(jì)和展望[J];廣州化工;2018年16期

4 張曉夢(mèng);杜呂佩;;檢測(cè)鉀離子通道的小分子熒光探針的研究進(jìn)展[J];藥學(xué)進(jìn)展;2017年01期

5 劉海興;劉清;郇延富;;基于羅丹明類熒光探針的研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2017年04期

6 尚玉婷;;動(dòng)植物體系中鋅離子熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及初步應(yīng)用[J];分析儀器;2016年S1期

7 徐龍華;方國(guó)臻;王碩;;碳點(diǎn)熒光探針在食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J];食品研究與開發(fā);2017年12期

8 劉清玉;陳軍憲;;基于香豆素衍生物的鋅離子熒光探針作用機(jī)理的理論研究[J];廣東化工;2017年11期

9 李檬;高天初;朱為宏;;β-半乳糖苷酶熒光探針的研究進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2017年08期

10 張曉兵;;前言:分子熒光探針�？痆J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2017年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 付艷艷;賀慶國(guó);程建功;;有機(jī)薄膜熒光探針的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第二十一分會(huì)：π-共軛材料[C];2016年

2 張濤;楊國(guó)強(qiáng);;疏水性二氧化硅氣凝膠負(fù)載有機(jī)熒光探針[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第二十七分會(huì)：光化學(xué)[C];2016年

3 劉翔;姜國(guó)玉;李勛;范小林;王建國(guó);李永東;;基于四苯乙烯衍生物小分子生物硫醇熒光探針的設(shè)計(jì)合成及傳感研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第二十七分會(huì)：光化學(xué)[C];2016年

4 宋波;;基于超分子組裝的納米熒光探針[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第二十四分會(huì)：超分子組裝與軟物質(zhì)材料[C];2016年

5 宋功武;方光榮;;核酸熒光探針的研究與應(yīng)用[A];中國(guó)分析測(cè)試協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)發(fā)展回顧[C];2015年

6 楊坤;褚昆昆;袁朝圣;蘇磊;;基于熒光探針的液體高壓粘度測(cè)量研究[A];第十八屆中國(guó)高壓科學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議縮編文集[C];2016年

7 諶春陽(yáng);劉偉;徐聰;劉偉生;;一種檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的比色熒光探針[A];2015年中西部地區(qū)無機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2015年

8 郭煒;;有機(jī)熒光探針的構(gòu)建及傳感研究[A];全國(guó)第十七屆大環(huán)化學(xué)暨第九屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2014年

9 斯雯菲;柳志學(xué);;一種檢測(cè)亞硫酸鹽的比率型熒光探針[A];全國(guó)第十七屆大環(huán)化學(xué)暨第九屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2014年

10 巨澤民;沈康;陳曙光;鄭和根;;配位聚合物在熒光探針方面的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)無機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——B配位化學(xué)[C];2015年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 趙秋麗 馮帆 本報(bào)通訊員 姚昌;“熒光探針”點(diǎn)亮細(xì)胞世界[N];光明日?qǐng)?bào);2019年

2 本報(bào)記者 王海濱 通訊員 張瑤 周君彥;陰彩霞：在細(xì)胞里玩轉(zhuǎn)“小分子”[N];科技日?qǐng)?bào);2017年

3 通訊員 姚燕燕　記者 胡德榮;我國(guó)學(xué)者開發(fā)獨(dú)特?zé)晒馓结榌N];健康報(bào);2011年

4 衣曉峰　金鷗 記者 吳天飛;熒光探針可超早期發(fā)現(xiàn)“癌魔”[N];哈爾濱日?qǐng)?bào);2009年

5 記者 胡曉軍 楊力勇 通訊員 劉永勝;漸凍人癥有望實(shí)現(xiàn)早期診療[N];健康報(bào);2015年

6 江其勤;多組分顯微熒光探針分析技術(shù)成功應(yīng)用[N];中國(guó)石化報(bào);2007年

7 記者 胡德榮;新型熒光探針可篩選高效抗癌化合物[N];健康報(bào);2015年

8 特約記者 郭金明 通訊員 姚化成;大連理工大學(xué)研制出SARS病毒快速檢測(cè)熒光探針[N];光明日?qǐng)?bào);2003年

9 記者 馬愛平 通訊員 雷鳴 周圓;新型探針材料可快速檢測(cè)貧血癥[N];科技日?qǐng)?bào);2016年

10 王令儀;“向科學(xué)進(jìn)軍”影響他一生[N];聯(lián)合時(shí)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 唐云強(qiáng);多反應(yīng)位點(diǎn)熒光分子的設(shè)計(jì)、合成及其對(duì)生物硫醇和H_2S的多重傳感性質(zhì)研究[D];延邊大學(xué);2019年

2 谷標(biāo);幾種基于激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移熒光探針的合成與應(yīng)用[D];湖南師范大學(xué);2017年

3 熊康明;基于吲哚半菁骨架熒光探針的設(shè)計(jì)及生物成像應(yīng)用[D];山西大學(xué);2019年

4 張芳梅;無鎘型半導(dǎo)體量子點(diǎn)熒光探針的設(shè)計(jì)與成像分析[D];吉林大學(xué);2019年

5 李蘭清;新型氟硼二吡咯類反應(yīng)型熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2019年

6 劉永麗;基于碳點(diǎn)的熒光探針設(shè)計(jì)及其在典型污染物檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(北京);2018年

7 程丹;高選擇性熒光探針構(gòu)建及其在炎癥和藥物誘導(dǎo)肝損傷檢測(cè)中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2018年

8 張晟瑞;半花菁類熒光探針的構(gòu)建及應(yīng)用研究[D];西北大學(xué);2018年

9 唐永和;新型活性羰基（RCS）小分子熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及其成像研究[D];濟(jì)南大學(xué);2018年

10 聶景;活性氧小分子熒光探針的設(shè)計(jì)、合成與生物成像研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胡家寧;基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光的鈾酰離子熒光探針的研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2019年

2 陶娜;BODIPY為熒光團(tuán)的可逆型熒光探針的合成及對(duì)GSH的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[D];延邊大學(xué);2019年

3 公艷;多功能納米藥物裁體及有機(jī)小分子熒光探針的制備及其在生化分析中的應(yīng)用[D];青島科技大學(xué);2019年

4 邢潔;三種蛋白酶的熒光探針構(gòu)建及其生物體成像研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所);2018年

5 畢克英;基于苯并吡喃腈的Fe~(2+)和ONOO~-熒光探針的合成及性能研究[D];云南師范大學(xué);2019年

6 周永凱;基于萘酰亞胺熒光團(tuán)檢測(cè)H_2S和Zn~(2+)的熒光探針[D];云南師范大學(xué);2019年

7 劉媛;苯并香豆素類熒光探針的構(gòu)建及應(yīng)用研究[D];西北大學(xué);2019年

8 吳碧柳;苯并吡喃嗡類熒光探針的構(gòu)建及應(yīng)用研究[D];西北大學(xué);2019年

9 楊麗麗;檢測(cè)生物體內(nèi)ClO~-的熒光探針的構(gòu)建及應(yīng)用研究[D];西北大學(xué);2019年

10 孫江江;芳香族化合物為碳源的納米熒光探針的構(gòu)建及應(yīng)用研究[D];西北大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2765789