熒光素衍生物的合成及表征.pdf

1、1871年Baver首次合成出熒光素,由于其具有高的消光系數(shù),在水中具有較高的熒光量子產(chǎn)率,激發(fā)和發(fā)射波長都在可見光區(qū),無毒的優(yōu)點(diǎn),一直被廣泛應(yīng)用于生物分析領(lǐng)域.但是熒光素的自身特點(diǎn)也限制了它在許多研究領(lǐng)域中的進(jìn)一步應(yīng)用.為了改善熒光素的性能,通過對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾,開發(fā)研制出許多的熒光素衍生物,這些衍生物作為熒光試劑,更有利于對生物體進(jìn)行檢測. 本論文以熒光素為母體,從改善其親脂性、特異選擇性、熒光強(qiáng)度對pH值的敏感范圍、長波長

2、、大斯托克斯位移五方面對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾,設(shè)計合成出一系列酯化熒光素衍生物、活性基熒光素衍生物、氯代熒光素衍生物、二萘酚類熒光素衍生物和不對稱熒光素衍生物.并且,通過紫外一可見光譜和熒光光譜對這些衍生物進(jìn)行熒光性能檢測,總結(jié)出其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其光學(xué)性能之間的關(guān)系. 首先,合成碳原子數(shù)為2～18的一系列羧酸熒光素酯,建立了長碳鏈羧酸熒光素酯的合成路線.研究了羧酸熒光素酯的水解性能,包括自然水解及脂酶催化水解規(guī)律.發(fā)現(xiàn)羧酸熒光素酯中的碳鏈

3、長度與其水解性能之間的復(fù)雜關(guān)系,并且篩選出優(yōu)良的檢測脂酶的熒光探針. 其次,研究改進(jìn)了含活性基熒光素衍生物的合成方法,成功地采用柱色譜,以氨水與醇作為洗脫液分離5位和6位的活性基熒光素異構(gòu)體.并且通過比較,對其光譜性能進(jìn)行研究. 而后,按照熒光素的傳統(tǒng)合成方法設(shè)計合成了五種氯代熒光素衍生物.分別對它們的熒光性能進(jìn)行了檢測分析,發(fā)現(xiàn)其最大吸收波長和最大發(fā)射波長都向長波方向偏移,而且熒光量子產(chǎn)率較高.研究了氯代熒光素衍生物的

4、熒光性能與pH值之間的關(guān)系.結(jié)果表明,氯代熒光素衍生物的熒光強(qiáng)度依賴于環(huán)境pH值的變化,并且對pH值的敏感范圍隨氯原子取代個數(shù)不同向酸性環(huán)境偏移.因此,這些氯代熒光素衍生物可以作為pH值熒光探針檢測細(xì)胞內(nèi)部的pH值,而且可以在生理環(huán)境下以最大熒光強(qiáng)度進(jìn)行檢測. 然后,設(shè)計合成了具有大共軛體系的二萘酚類熒光素衍生物并通過紫外一可見光譜和熒光光譜進(jìn)行檢測分析.發(fā)現(xiàn)這類衍生物的激發(fā)和發(fā)射波長明顯向長波偏移,由于它們的發(fā)射波長都大于60

5、0納米,成為了近紅外熒光標(biāo)記試劑. 最后,通過兩步法合成一系列不對稱結(jié)構(gòu)的熒光素衍生物7.1～7.9,對其光學(xué)性能進(jìn)行了檢測分析,發(fā)現(xiàn)不對稱的熒光素衍生物具有較大的斯托克斯位移、雙吸收和雙發(fā)射波長,熒光強(qiáng)度對環(huán)境的pH敏感的優(yōu)點(diǎn).基于以上性能,不對稱結(jié)構(gòu)的熒光素衍生物可以定量檢測pH值并能用于其他生物分析領(lǐng)域. 通過以上合成和檢測,篩選出性能優(yōu)良的熒光探針,如檢測脂酶的熒光探針-熒光素十二酸酯,高熒光量子產(chǎn)率的pH值熒光