pH調(diào)控下基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）機(jī)理的硫化氫熒光探針
發(fā)布時(shí)間：2021-03-01 02:55
硫化氫（H2S）和pH在環(huán)境和細(xì)胞內(nèi)的許多過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用.為了更好地研究其功能,需要一種快速、靈敏地檢測(cè)H2S和pH的熒光探針.設(shè)計(jì)合成了以萘二酰亞胺為熒光基團(tuán),疊氮為識(shí)別位點(diǎn),基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）機(jī)制的反應(yīng)型熒光探針L.該探針L在較寬的pH范圍（4～11）內(nèi)穩(wěn)定性好,對(duì)H2S的選擇性高,響應(yīng)速度快（3 min）,檢測(cè)限(1.18μmol·L-1)較低,在0～20μmol·L-1的范圍內(nèi),熒光強(qiáng)度與H2S濃度呈良好的線性關(guān)系（R2=0.99823）.此外,當(dāng)體系中存在30倍的H2S時(shí),在2≤pH≤6.5的范圍內(nèi), L對(duì)pH變化顯示線性關(guān)系（R2=0.98764）,可用作pH探針.該探針在檢測(cè)H2S和30倍H2S存在條件下研究細(xì)胞微環(huán)境pH變化的方法,在分析檢測(cè)和病理分析等方面具有潛在的應(yīng)用前景.
【文章來(lái)源】：有機(jī)化學(xué). 2020,40(04)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)
【部分圖文】：
和L-NH2的優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)和激發(fā)態(tài)前線軌道能量Figure8OptimizedstructuresandfrontiermolecularorbitalenergyofofLandL-NHattheexcitedstate.
ChineseJournalofOrganicChemistryNOTEChin.J.Org.Chem.2020,40,1043～10492020ChineseChemicalSociety&SIOC,CAShttp://sioc-journal.cn/10471.6理論計(jì)算為了研究熒光探針L對(duì)H2S的識(shí)別機(jī)制,使用Gaussian09程序,采用DFT/B3LYP/6-31G(d,p)基組進(jìn)行了理論分析.優(yōu)化獲得能量最小的熒光探針L和L-NH2的結(jié)構(gòu).為了進(jìn)一步研究熒光探針L和L-NH2單重激發(fā)態(tài)的前線軌道能級(jí),采用同樣基組進(jìn)行了TD-DFT計(jì)算,得到它們的前線軌道能量和分子躍遷能.如圖8所示,探針L被激發(fā)后,一個(gè)電子從HOMO軌道躍遷至LUMO軌道(S1→S0,振子強(qiáng)度f(wàn)＝0.3279),躍遷能為3.67eV,軌道貢獻(xiàn)率為97.4%,位于基態(tài)的疊氮基團(tuán)中的電子部分被轉(zhuǎn)移到萘環(huán)部分,ICT過(guò)程的π→π*躍遷對(duì)應(yīng)的吸收波長(zhǎng)為368nm(實(shí)驗(yàn)值為365nm).L-NH2分子中HOMO和LUMO軌道的電子云在整個(gè)熒光團(tuán)上處于離域狀態(tài),當(dāng)電子從HOMO軌道躍遷至LUMO軌道時(shí),電子在LUMO和HOMO上未觀察到明顯的重新分布,S1→S0(f＝0.2014)躍遷的貢獻(xiàn)率為96.3%,躍遷能為3.57eV.在疊氮被H2S還原為氨基的過(guò)程中,和萘環(huán)相連的氮原子(N12)從缺電子(－0.014462)變成了富電子(0.009925)、L-NH2的吸收波長(zhǎng)紅移(計(jì)算值387nm)和萘二酰亞胺部分靜電勢(shì)增加都說(shuō)明環(huán)的電子云密度增加,π→π*躍遷所需能量減小,結(jié)果表明探針L對(duì)H2S的識(shí)別過(guò)程為ICT機(jī)制,理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.圖8L和L-NH2的優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)和激發(fā)態(tài)前線軌道能量Figure8Optimizedstructuresandfrontiermolecularorbi
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種熒光增強(qiáng)的反應(yīng)型硫化氫熒光探針[J]. 周嬋,邱波,曾毅,陳金平,于天君,李嫕. 有機(jī)化學(xué). 2017(01)
[2]一種苯并噻唑衍生物對(duì)H2S的熒光識(shí)別及細(xì)胞成像[J]. 何平,湯立軍,鐘克利,侯淑華,燕小梅. 有機(jī)化學(xué). 2017(02)
[3]一種可視化檢測(cè)硫化氫的苯并噻唑類(lèi)熒光增強(qiáng)型探針[J]. 范方祿,靖金球,陳雪梅. 有機(jī)化學(xué). 2014(10)
本文編號(hào)：3056859
【文章來(lái)源】：有機(jī)化學(xué). 2020,40(04)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)
【部分圖文】：
和L-NH2的優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)和激發(fā)態(tài)前線軌道能量Figure8OptimizedstructuresandfrontiermolecularorbitalenergyofofLandL-NHattheexcitedstate.
ChineseJournalofOrganicChemistryNOTEChin.J.Org.Chem.2020,40,1043～10492020ChineseChemicalSociety&SIOC,CAShttp://sioc-journal.cn/10471.6理論計(jì)算為了研究熒光探針L對(duì)H2S的識(shí)別機(jī)制,使用Gaussian09程序,采用DFT/B3LYP/6-31G(d,p)基組進(jìn)行了理論分析.優(yōu)化獲得能量最小的熒光探針L和L-NH2的結(jié)構(gòu).為了進(jìn)一步研究熒光探針L和L-NH2單重激發(fā)態(tài)的前線軌道能級(jí),采用同樣基組進(jìn)行了TD-DFT計(jì)算,得到它們的前線軌道能量和分子躍遷能.如圖8所示,探針L被激發(fā)后,一個(gè)電子從HOMO軌道躍遷至LUMO軌道(S1→S0,振子強(qiáng)度f(wàn)＝0.3279),躍遷能為3.67eV,軌道貢獻(xiàn)率為97.4%,位于基態(tài)的疊氮基團(tuán)中的電子部分被轉(zhuǎn)移到萘環(huán)部分,ICT過(guò)程的π→π*躍遷對(duì)應(yīng)的吸收波長(zhǎng)為368nm(實(shí)驗(yàn)值為365nm).L-NH2分子中HOMO和LUMO軌道的電子云在整個(gè)熒光團(tuán)上處于離域狀態(tài),當(dāng)電子從HOMO軌道躍遷至LUMO軌道時(shí),電子在LUMO和HOMO上未觀察到明顯的重新分布,S1→S0(f＝0.2014)躍遷的貢獻(xiàn)率為96.3%,躍遷能為3.57eV.在疊氮被H2S還原為氨基的過(guò)程中,和萘環(huán)相連的氮原子(N12)從缺電子(－0.014462)變成了富電子(0.009925)、L-NH2的吸收波長(zhǎng)紅移(計(jì)算值387nm)和萘二酰亞胺部分靜電勢(shì)增加都說(shuō)明環(huán)的電子云密度增加,π→π*躍遷所需能量減小,結(jié)果表明探針L對(duì)H2S的識(shí)別過(guò)程為ICT機(jī)制,理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.圖8L和L-NH2的優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)和激發(fā)態(tài)前線軌道能量Figure8Optimizedstructuresandfrontiermolecularorbi
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種熒光增強(qiáng)的反應(yīng)型硫化氫熒光探針[J]. 周嬋,邱波,曾毅,陳金平,于天君,李嫕. 有機(jī)化學(xué). 2017(01)
[2]一種苯并噻唑衍生物對(duì)H2S的熒光識(shí)別及細(xì)胞成像[J]. 何平,湯立軍,鐘克利,侯淑華,燕小梅. 有機(jī)化學(xué). 2017(02)
[3]一種可視化檢測(cè)硫化氫的苯并噻唑類(lèi)熒光增強(qiáng)型探針[J]. 范方祿,靖金球,陳雪梅. 有機(jī)化學(xué). 2014(10)
本文編號(hào)：3056859
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