金屬離子在我們的日常生活中扮演著至關(guān)重要的作用。例如,金屬鉀（K⁺）、鈣(Ca²⁺、鋅(Zn²⁺等離子在各種生物過程中都具有重要的作用。此外,人體內(nèi)銅(Cu²⁺離子含量的異常也會產(chǎn)生氧化應(yīng)激和神經(jīng)衰退性疾病。因此,開發(fā)一種技術(shù)能夠用于檢測生理和環(huán)境系統(tǒng)中金屬離子的方法具有重要的研究意義。熒光探針由于其開發(fā)成本低、靈敏度高、檢測限低,特別是能夠用于生物體內(nèi)待測物的成像,進(jìn)而被廣泛應(yīng)用于生物,化學(xué),醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域。常見的熒光探針作用機(jī)制有下面幾種,例如:聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）、分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）、光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（PET）、共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）、激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移（ESIPT）和螯合誘導(dǎo)增強(qiáng)熒光（CHEF）等�；谏鲜鰝鞲袡C(jī)制的熒光探針被廣泛應(yīng)用于環(huán)境中及生物體中金屬離子的檢測。本論文設(shè)計和合成了基于不同熒光團(tuán)的熒光探針,并通過核磁¹H NMR、¹³C NMR等手段驗(yàn)證其對應(yīng)的結(jié)構(gòu),根據(jù)熒光發(fā)射光譜,紫外吸收光譜以及DFT計算等方法研究了這些探針分子... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熒光探針結(jié)構(gòu)示意圖

基于熒光響應(yīng)的金屬離子探針的設(shè)計、合成及其應(yīng)用研究6軸-三軸偶聯(lián)”策略并使用席夫堿縮合反應(yīng)然后硼氫化還原而合成的異位“籠狀”結(jié)構(gòu)，其中一個部分適合于Cu2+的配位，而另一部分可用于與底物進(jìn)行額外的氫鍵鍵合和靜電相互作用。該探針可以與Cu2+離子進(jìn)行配位后與羧酸脂進(jìn)行二次配位。研究表明，生成的銅離子配合物相對于其他二羧酸酯底物而言，對草酸有更好的特異性。這是由于金屬-陰離子的配位作用和額外的氫鍵鍵合和靜電相互作用協(xié)同而產(chǎn)生的，同時還取決于該二羧酸鹽的大小，可以充分利用受體的潛在結(jié)合位點(diǎn)。圖1-5熒光探針4的結(jié)構(gòu)式和結(jié)合模式SeungKimJong課題組[80]合成了一種帶有1,2,3-三唑環(huán)的熒光探針5，用于溶液中Al3+離子的檢測，該探針具有光譜學(xué)和電化學(xué)雙重響應(yīng)。將Al3+離子添加到探針5溶液中會引起熒光強(qiáng)度的顯著變化，這歸因于1,2,3-三唑環(huán)的ICT和CHEF效應(yīng)。與其他測試的金屬陽離子相比，Al3+離子存在下探針5的電化學(xué)行為也發(fā)生了顯著變化。圖1-6熒光探針5的結(jié)構(gòu)式MariaAntoniettaVarrese等[81]設(shè)計了一種具有多重功能的熒光探針6，該探針可以用于Cu2+，Zn2+和Cd2+的檢測，也可以作為活細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的標(biāo)記。探針6在乙腈溶液中與Cu2+，Zn2+和Cd2+離子配位產(chǎn)生螯合增強(qiáng)熒光(CHEF)效應(yīng)。在所研究的三種絡(luò)合物中，金屬陽離子都是配位不飽和的。因此，它們可以作為結(jié)合陰離子的二級配體。作者通過[Zn6Cl](ClO4)的晶體結(jié)構(gòu)證實(shí)了這種假設(shè)。通過1HNMR光譜，UV/Vis和熒光發(fā)射

基于熒光響應(yīng)的金屬離子探針的設(shè)計、合成及其應(yīng)用研究8圖1-9熒光探針8的結(jié)構(gòu)式及其與鉛離子的結(jié)合模式。LiuShiyong等人將聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)的概念與K+離子和冠醚之間的特定超分子識別相結(jié)合，開發(fā)出一種更有效的K+離子熒光探針9[84]。作者通過硫醇衍生的四苯基乙烯(TPE)與馬來酰亞胺官能化的苯并15冠醚通過點(diǎn)擊反應(yīng)合成了一種新的四苯基乙烯(TPE)衍生物。在探針9中，TPE核心基團(tuán)和四個冠醚部分分別充當(dāng)AIE活性基團(tuán)和超分子K+識別基團(tuán)。探針分子溶解在THF溶液中，熒光發(fā)射可以忽略不計，在添加K+離子后分子識別復(fù)合物夾心形成，由于K+離子介導(dǎo)的交聯(lián)，可以有效地誘導(dǎo)TPE聚集。該過程伴隨著通過AIE機(jī)制的熒光開啟效應(yīng)。因此，探針9可以用作高靈敏度和高選擇性的增強(qiáng)型K+離子熒光探針。圖1-10熒光探針9的結(jié)構(gòu)式SuzukiKoji等人[85]基于聯(lián)芳基硼-二吡咯亞甲基(BODIPY)熒光團(tuán)設(shè)計并合成了一種新型熒光探針10。該探針在含水乙腈緩存溶液中對Na+離子具有明顯的熒光增強(qiáng)響應(yīng)。檢測機(jī)制是基于Na+離子觸發(fā)的構(gòu)象限制。該探針具有較高的摩爾消光系數(shù)(ε=50000)，和較高的熒光量子產(chǎn)率(ΦF=0.68)，因此可以用來檢測水溶液中的Na+離子。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3568551