發(fā)布時間：2017-08-19 15:40

  本文關鍵詞：一系列新型有機功能小分子熒光探針的設計、合成及性質(zhì)研究

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【摘要】：因為受到人類感知能力的限制,人類所能從外部世界直接獲取的信息也是有限的。然而,與我們的生活密切相關的重要信息卻都發(fā)生在不可感知的微觀世界里。某些分子和離子的微小濃度變化就會影響人體健康,環(huán)境中污染物的濃度超標也會對生產(chǎn)生活造成不利影響。因此,如何高選擇性和高靈敏度的檢測這些離子和小分子一直是各個領域研究的熱點。傳統(tǒng)的分析方法不但需要借助于復雜精密的儀器,而且受制于繁瑣的樣品處理步驟和長時間的檢測過程。因此還需要研究易于制備、成本低廉和便于操作的檢測技術�；瘜W熒光探針是通過與分析物結合產(chǎn)生相應的光譜變化從而檢測分析物的化合物。熒光化學分析法具有操作簡單、易于制各、高靈敏度、實時檢測和多信號輸出模式等優(yōu)點。因此熒光探針分子已被廣泛應用于各種陰陽離子、小分子的檢測�；谝陨险撌�,本文的主要研究內(nèi)容有：(1)以7-羥基香豆素-3-甲酸乙酯為熒光團,以苯并咪唑／苯并噻唑上的雜原子和香豆素7位酚羥基為識別基團,設計、合成了新型鐵離子熒光探針Ⅱa和Ⅱb。因該探針能夠很好地絡合鐵離子而改變香豆素基團的電子排布,所以可在極短時間內(nèi)對鐵離子表現(xiàn)出猝滅型熒光變化,并能夠排除其他金屬離子的干擾,專一性地檢測鐵離子,其檢出限可達微摩爾數(shù)量級。又由于本文提出的合成方法步驟簡單、產(chǎn)率高、原料易得,所以該探針不僅可在生物體內(nèi)和環(huán)境中快速、定量、準確地檢測鐵離子,而且易于推廣,具有市場化潛力。(2)以半羅丹明半熒光素為熒光團,以希夫堿為識別基團,設計、合成了可以相繼檢測銅離子和半胱氨酸的熒光探針Ⅲa。通過希夫堿氮原子與銅離子絡合引起的熒光猝滅,可實現(xiàn)檢測銅離子的目的。半胱氨酸可以從Ⅲa-Cu(Ⅱ)絡合物中將銅離子奪出,使探針恢復原有的希夫堿結構,希夫堿易于水解生成半羅丹明半熒光素熒光團4,由此該探針又可實現(xiàn)檢測半胱氨酸的目的。由于這種脫絡合-水解過程的進行,Ⅲa-Cu(Ⅱ)絡合物可以排除其他硫醇如高半胱氨酸、谷胱甘肽的干擾,專一性地檢測半胱氨酸,對半胱氨酸有極強的選擇性,為專一性檢測生物體內(nèi)常見硫醇提供了一種新的思路和方法。(3)以相互共軛的香豆素和半花菁為熒光團,以半花菁基團中極化的C=N雙鍵為識別基團,設計、合成了可檢測氰根離子的探針Ⅳa-d。該探針通過與氰根離子發(fā)生親核加成反應來調(diào)節(jié)熒光團之間的共軛和ICT效應,從而發(fā)生熒光信號和顏色的變化。所有探針都能實現(xiàn)專一性檢測氰根離子,且檢出限可達到微摩爾級別。其中,探針Ⅳc可以在極短時間內(nèi)對氰根離子產(chǎn)生顏色變化,這一性質(zhì)使得Ⅳc可以制成氰根離子試紙,提供了一種實時、便捷、可以肉眼檢測氰根離子的分析方法。(4)近紅外區(qū)探針具有更好地深入組織的能力和可排除背景干擾的能力。比率型探針可以通過測量兩個波長下的熒光強度,建立一個內(nèi)在的矯正體系,也能避免其他因素對離子檢測的干擾�；谝陨峡紤],本文設計、合成了一系列新型雙波長近紅外熒光探針Va-c。因為半羅丹明半熒光素熒光團與半花菁識別基團共軛,所以探針Va-c具有雙波長比率型光譜變化,而Vc的ICT峰更是長達675 nm,位于近紅外區(qū)。因此,這一系列探針提供了在復雜體系中專一檢測氰根離子的方法。
【關鍵詞】：熒光 探針 離子 小分子 檢測
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O657.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-65
• 1.1 引言10-11
• 1.2 熒光11-13
• 1.2.1 熒光產(chǎn)生的機理11-12
• 1.2.2 熒光參數(shù)12-13
• 1.3 熒光探針的組成13-22
• 1.3.1 熒光團14-19
• 1.3.2 受體19-20
• 1.3.3 連接臂20-22
• 1.4 熒光探針的識別原理22-30
• 1.4.1 光誘導電子轉移(PET)22-24
• 1.4.2 分子內(nèi)電荷轉移(ICT)24-26
• 1.4.3 激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉移(ESIPT)26-27
• 1.4.4 熒光共振能量轉移(FRET)27-29
• 1.4.5 C=N異構化(C=N isomerization)29-30
• 1.5 熒光探針的應用30-41
• 1.5.1 熒光探針在金屬離子檢測中的應用31-36
• 1.5.2 熒光探針在陰離子檢測中的應用36-39
• 1.5.3 熒光探針在小分子檢測中的應用39-41
• 1.6 本論文的工作思路和內(nèi)容41-43
• 參考文獻43-65
• 第二章 快速檢測鐵離子的熒光探針65-79
• 2.1 引言65-66
• 2.2 實驗66-69
• 2.2.1 儀器與試劑66
• 2.2.2 探針Ⅱa,Ⅱb的合成步驟及表征66-68
• 2.2.3 分析實驗方法68-69
• 2.3 結果與討論69-75
• 2.3.1 檢測機理69-70
• 2.3.2 pH對檢測效果的影響70-71
• 2.3.3 動力學研究71-72
• 2.3.4 選擇性研究72-73
• 2.3.5 Fe~(3+)濃度對探針光譜性質(zhì)的影響73-75
• 2.4 本章小結75
• 參考文獻75-79
• 第三章 高選擇性銅離子和半胱氨酸熒光探針79-98
• 3.1 引言79-81
• 3.2 實驗81-84
• 3.2.1 儀器與試劑81
• 3.2.2 探針Ⅲa,化合物Ⅲb的合成步驟及表征81-83
• 3.2.3 分析實驗方法83-84
• 3.3 結果與討論84-92
• 3.3.1 檢測機理84-86
• 3.3.2 Cu~(2+)探針的光譜性質(zhì)研究86-89
• 3.3.3 探針Ⅲa-Cu(Ⅱ)絡合物檢測Cys的光譜性質(zhì)研究89-92
• 3.4 本章小結92
• 參考文獻92-98
• 第四章 比色型氰根離子熒光探針98-121
• 4.1 引言98-99
• 4.2 實驗99-105
• 4.2.1 儀器與試劑99
• 4.2.2 探針Ⅳa-d的合成步驟及表征99-104
• 4.2.3 分析實驗方法104-105
• 4.3 結果與討論105-116
• 4.3.1 檢測機理105-108
• 4.3.2 pH對檢測效果的影響108
• 4.3.3 動力學研究108-109
• 4.3.4 選擇性研究109-111
• 4.3.5 CN~-濃度對探針光譜性質(zhì)的影響111-114
• 4.3.6 不同取代基對探針光譜性質(zhì)的影響114-115
• 4.3.7 比色型探針的應用實例115-116
• 4.4 本章小結116
• 參考文獻116-121
• 第五章 雙波長近紅外氰根離子熒光探針121-141
• 5.1 引言121-122
• 5.2 實驗122-125
• 5.2.1 儀器與試劑122
• 5.2.2 探針Va-c的合成步驟及表征122-124
• 5.2.3 分析實驗方法124-125
• 5.3 結果與討論125-135
• 5.3.1 檢測機理125-127
• 5.3.2 pH對檢測效果的影響127-128
• 5.3.3 動力學研究128-130
• 5.3.4 選擇性研究130-132
• 5.3.5 CN-濃度對探針光譜性質(zhì)的影響132-135
• 5.4 本章小結135-136
• 參考文獻136-141
• 結論141-142
• 附圖142-175
• 攻讀博士學位期間取得的科研成果175-177
• 致謝177-178
• 作者簡介178

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 武四新,朱從善;藍光波段染料Coumarin 450摻雜的二氧化硅凝膠的光學性質(zhì)[J];化學物理學報;1999年02期

，

本文編號：701560