新型氧雜蒽類染料的設(shè)計(jì)與合成及其衍生物對汞離子的識(shí)別檢測.pdf

1、近年來，熒光成像技術(shù)已成為監(jiān)控生命體中活性分子及其生理過程最有效的手段之一，而性能優(yōu)越的熒光分子探針是實(shí)現(xiàn)成像分析最堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。這其中，由于氧雜蒽類染料優(yōu)良的光學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于發(fā)展各種小分子熒光探針。然而，氧雜蒽類染料自身存在著一些不可忽視的問題，極大地限制了它們的發(fā)展。第一，就目前而言，基于氧雜蒽類染料構(gòu)建的熒光分子探針大多需要經(jīng)過特殊、復(fù)雜的合成路線，因此，研發(fā)出能夠簡單易成且檢測精準(zhǔn)的此類探針顯得尤為迫切;第二，該類探針分

2、子大多集中在可見光區(qū)域，而可見光成像技術(shù)的背景熒光較強(qiáng)，組織穿透性較弱，不利于其在細(xì)胞生物標(biāo)記領(lǐng)域的應(yīng)用;第三，氧雜蒽類染料存在的另一個(gè)缺陷是Stokes位移較小，這樣會(huì)造成由Rayleigh散射引起的誤差和嚴(yán)重的熒光淬滅現(xiàn)象。
　　本文著眼于氧雜蒽類染料結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，設(shè)計(jì)并合成了一系列新型的氧雜蒽類染料，旨在解決目前該類染料在熒光分子探針的構(gòu)建和應(yīng)用方面出現(xiàn)的一些棘手問題，為達(dá)成此目標(biāo)，本論文的研究工作開展如下:
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3、)設(shè)計(jì)合成了一種新型的氧雜蒽染料R，R是Rhodafluor的同分異構(gòu)體，其氧雜蒽上兩個(gè)羥基的位置由Rhodafluor的間位變成了對位，因此性質(zhì)發(fā)生了明顯改變，兼具了很多Rhodafluor無法比擬的優(yōu)勢。首先，我們探究了R在不同溶劑中的光譜性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)只有在水中或加入TFA時(shí)，R才會(huì)有明顯的吸收峰和發(fā)射峰，說明只有在水中或酸性條件下，染料R的螺環(huán)內(nèi)酯結(jié)構(gòu)才會(huì)打開，形成大的共軛體系。在水中，R的最大吸收和發(fā)射波長相較Rhodafluor

4、都產(chǎn)生了紅移，且Stokes位移也增大兩倍之多。最值得一提的是，R在水中的pH適用范圍為3-11，這為其在接近生理?xiàng)l件下進(jìn)行細(xì)胞生物標(biāo)記方面的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。接著，在染料R的氧雜蒽的羥基位置和螺環(huán)內(nèi)酯的羧基位置進(jìn)行了不同修飾，設(shè)計(jì)合成了三種R的衍生物R1、R2和R3，這三個(gè)衍生物都是能夠高選擇性識(shí)別Hg2+的熒光分子探針，且抗干擾能力較強(qiáng)。經(jīng)過非線性擬合公式求得的結(jié)合常數(shù)分別為1.10×104 M-1(R=0.991)、2.72×105

5、 M-1(R=0.996)和1.27×103 M-1(R=0.992)，對Hg2+的檢測限分別為3.32×10-9 M、8.82×10-7 M和2.66×10-6 M。
　　(2)基于上述設(shè)計(jì)思路，又合成了其它三種新型的氧雜蒽染料X、Y、Z，這三種染料在水中的pH適用范圍分別為3-10、4-10和3-11，正好處于生理pH范圍，具有細(xì)胞標(biāo)記領(lǐng)域應(yīng)用的潛力，也運(yùn)用熒光倒置顯微鏡證明了這三個(gè)染料較好的細(xì)胞膜透性。最后，對染料Z進(jìn)行了修