幾種基于苝系衍生物熒光探針的構(gòu)建及性質(zhì)研究.pdf

1、苝及其衍生物具有優(yōu)異的化學(xué)、熱和光化學(xué)穩(wěn)定性，對從可見區(qū)到紅外區(qū)的光有很強(qiáng)的吸收，是一類性能特異的分子電子學(xué)材料，在激光材料、液晶顯示材料、電致發(fā)光器件、感光體及太陽能電池方面已經(jīng)有著很廣泛的應(yīng)用，對它們的發(fā)光性質(zhì)及其他光物理性質(zhì)的研究一直以來都是異?；钴S的課題。本文設(shè)計并合成了多種新穎的高熒光量子產(chǎn)率的苝系衍生物，并以其為信號單元構(gòu)建新型熒光探針進(jìn)行了研究。論文主要包括以下內(nèi)容： 第一章：概述了分子熒光探針的分類，機(jī)理以及花系

2、衍生物的合成、性質(zhì)等研究現(xiàn)狀，提出了采用以苝系衍生物作為熒光信號單元構(gòu)建分子熒光探針為本文的主要研究內(nèi)容。 第二章：探索了高水溶性、高熒光量子產(chǎn)率苝系衍生物的合成方法，合成了水溶性達(dá)到mM，熒光量子產(chǎn)率達(dá)到100％的3，4：9，10-苝四羧酸銨鹽，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過理論計算分析了其具備高水溶性高熒光量子產(chǎn)率的原因，四個羧基陰離子使花母體分子具有很好的平面性和很強(qiáng)的負(fù)電勢，有效的防止了其聚集，實現(xiàn)了其在保持高熒光量子產(chǎn)率的

3、同時獲得了良好的水溶性。光物理性質(zhì)及生物細(xì)胞熒光標(biāo)記研究表明其是一種優(yōu)異生物熒光標(biāo)記物。 第三章：基于高熒光量子產(chǎn)率的3，4：9，10-苝四羧酸銨鹽，設(shè)計了一種新穎的響應(yīng)范圍可調(diào)的pH熒光探針。以3，4：9，10-苝四羧酸銨鹽作為信號單元，在順磁性的三價鐵離子存在條件下，由于熒光團(tuán)與鐵離子之間的PET效應(yīng)，使得熒光團(tuán)的熒光淬滅。隨著pH增大，當(dāng)Fe3+離子與OH-離子形成Fe(OH)3沉淀，熒光團(tuán)被釋放，從而熒光恢復(fù)。在不同的F

4、e3+的良好配體存在條件下，F(xiàn)e3+與信號單元分離的響應(yīng)區(qū)間發(fā)生變化，實現(xiàn)了響應(yīng)范圍的可調(diào)。該探針具有很多優(yōu)異的性能：高水溶性，高熒光量子產(chǎn)率，響應(yīng)的pH范圍可調(diào)且近中性，熒光和顏色變化明顯，檢測靈敏、響應(yīng)快，在應(yīng)用于生物體系時具有重要的意義。 第四章：以順磁性Fe3+/抗磁性Fez+與3，4：9，10-苝四羧酸銨鹽構(gòu)建熒光開關(guān)，當(dāng)以順磁性的Fe3+存在時，熒光團(tuán)和Fe3+之間發(fā)生PET效應(yīng)，熒光淬滅，而當(dāng)以抗磁性的Fe2’存在

5、時，PET過程被阻止，熒光恢復(fù)，這樣就實現(xiàn)了熒光的開關(guān)。氧化劑H2O2可以把Fe2+氧化成為Fe3+，而還原性的Vc則可以使Fe3+還原成為Fe2+，通過磁性的可逆變化，可以檢測對于生物體有重要意義的H2O2及Vc。 第五章：設(shè)計合成了三種連有吡啶基團(tuán)的苝二酰亞胺的衍生物，都具有高的熒光量子產(chǎn)率，可以和多種金屬離子發(fā)生配位作用并導(dǎo)致熒光淬滅。對三種化合物與不同金屬離子之間的作用及在不同的溶劑中的溶劑效應(yīng)做了比較和分析。其中二吡啶