本文選題：室溫磷光 + 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移��； 參考：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：近年來(lái)對(duì)于熒光在生物方面的應(yīng)用廣受關(guān)注,熒光光譜學(xué)和時(shí)間分辨熒光已經(jīng)成為生物物理和生物化學(xué)領(lǐng)域中重要的研究手段。由于具有高靈敏性、非侵入性及實(shí)時(shí)監(jiān)控性的優(yōu)點(diǎn),熒光手段已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的放射性示蹤法,廣泛應(yīng)用在疾病檢測(cè)、DNA測(cè)序、遺傳分析及生物傳感等領(lǐng)域。但生物體存在著自發(fā)熒光,使用熒光手段進(jìn)行標(biāo)記時(shí)會(huì)造成很大的背景干擾,因此采用長(zhǎng)壽命的磷光取代短壽命的熒光用于生物體內(nèi),可以大大降低背景噪音,從而得到更好的信號(hào)。磷光源于激發(fā)三線態(tài)回到基態(tài)時(shí)的輻射躍遷,而從單線態(tài)到三線態(tài)的躍遷是禁阻的,故提高從單線態(tài)到三線態(tài)的系間竄越效率是提高三線態(tài)產(chǎn)率即磷光效率的關(guān)鍵步驟。傳統(tǒng)的磷光體系通常是重原子(溴、碘等)或金屬-絡(luò)合物體系(鈾、鈀等),而這些體系均對(duì)生物體有一定的毒害作用并且在水相中不夠穩(wěn)定。為了解決這一難題,本人在攻讀博士學(xué)位的五年期間致力于純有機(jī)室溫磷光體系的開(kāi)發(fā),發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)控分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移態(tài)的強(qiáng)弱也可以產(chǎn)生室溫磷光,并研究了其相應(yīng)的光譜性質(zhì)及在生物體內(nèi)的應(yīng)用。本畢業(yè)論文主要包括三個(gè)部分:1.鑒于喹啉在熒光成像和傳感方面的應(yīng)用,設(shè)計(jì)并合成了一系列同時(shí)帶有氨基和三氟甲基基團(tuán)且具有綠色熒光的喹啉衍生物。通過(guò)與只含有其中一個(gè)取代基的化合物的對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),同時(shí)含有兩個(gè)取代基團(tuán)的喹啉衍生物合成條件更加溫和,且具有很強(qiáng)的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的性質(zhì),斯托克斯位移也較大。更加有趣的是,有些衍生物可以用于高爾基體細(xì)胞器的雙光子熒光標(biāo)記。2.設(shè)計(jì)并合成了一系列烷基取代的二酮-二氯化硼絡(luò)合物,發(fā)現(xiàn)其在有機(jī)溶劑中呈現(xiàn)了寬量程(25--196℃)熱致變色響應(yīng)現(xiàn)象。在能夠形成玻璃態(tài)的甲醇/乙醇混合溶劑中,隨著溫度的降低,體系呈現(xiàn)了可逆的淺綠色到橘紅色再到黃綠色的熒光顏色變化。由于這些硼絡(luò)合物有著非常強(qiáng)的形成分子聚集體的趨勢(shì),并且這些聚集體能夠淬滅熒光,同時(shí)加強(qiáng)磷光,因此低溫下磷光成為最主要的輻射躍遷途徑且引起了發(fā)射顏色的改變。這里涉及到的主要的機(jī)理是"聚集誘導(dǎo)隙間竄越"(Aggregation Induced Intersystem Crossing,AIX),這些分子聚集體之間的單線態(tài)激子裂分,單線態(tài)-三線態(tài)之間的能級(jí)差變小,從而提高了系間竄越的效率。SEM和TEM的結(jié)果也顯示,低極性的溶劑中這些絡(luò)合物可以形成很好的有規(guī)整的納米結(jié)構(gòu),且這些聚集體也呈現(xiàn)了熱致變色發(fā)光現(xiàn)象。聚集誘導(dǎo)系間竄越機(jī)理可以成為一個(gè)設(shè)計(jì)有機(jī)聚集體來(lái)加強(qiáng)磷光的總體方法。3.純有機(jī)室溫磷光材料(Room-temperature Phosphorescence,RTP)因其在傳感成像方面的潛在應(yīng)用備受關(guān)注。受到有機(jī)金屬體系中配體到金屬或金屬到配體電荷轉(zhuǎn)移態(tài)調(diào)控配體定域化磷光的啟發(fā),我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)控具有供體-受體結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移態(tài)也可以得到定域化的室溫磷光。在氮取代的酰亞胺模型分子中,分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移態(tài)可以作為單線態(tài)和三線態(tài)之間的橋梁,縮小能級(jí)差,從而提高系間竄越的效率,產(chǎn)生磷光。這些分子合成簡(jiǎn)單,且能用作生物成像和磷光光譜學(xué)的研究。
[Abstract]:In order to solve this problem , the fluorescence spectrum and time - resolved fluorescence have become the important research methods in the field of biological physics and biochemistry . The fluorescence method has been widely used in the fields of disease detection , DNA sequencing , genetic analysis and biosensing . The intramolecular charge transfer state can be used as a bridge between the singlet state and the triplet state , so that the energy level difference can be reduced , so that the efficiency of intersystem channeling can be improved , and phosphorescence can be generated . The molecular synthesis is simple and can be used as a research on biological imaging and phosphorescence spectroscopy .
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ422

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本文編號(hào)：1983512