近紅外菁類熒光探針的合成及應(yīng)用研究

1、 近紅外菁類熒光探針的合成及應(yīng)用研究近紅外菁類熒光探針的合成及應(yīng)用研究 Synthesis and Application of Near-Infrared Cyanine Fluorescence Dyes 一級(jí)學(xué)科：化學(xué)工程與技術(shù) 學(xué)科專業(yè)：應(yīng)用化學(xué) 研 究 生：于亮 指導(dǎo)教師：陳立功 教授 天津大學(xué)化工學(xué)院 二零一二年十一月摘要 摘要 基于七甲川吲哚菁染料的最大吸收、 發(fā)射波長(zhǎng)均在近紅外區(qū)， 其在生物分析及造影方面得到了廣泛的應(yīng)

2、用。 因此本文合成了一個(gè)中位為六元環(huán)的七甲川菁染料（4） 。以其為母體，通過(guò)對(duì)中位氯的取代，成功的得到了十個(gè)中位氨基取代的菁染料。 對(duì)所得染料的吸收光譜和熒光光譜進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)： 4-氨基吡啶取代的染料（5）與苯胺取代的染料的光譜性質(zhì)相比有很大差異，表明結(jié)構(gòu)上的微小變化可以導(dǎo)致其光學(xué)性能的顯著改變；母體染料中位氯被含氮雜環(huán)，如哌嗪、嗎啉等取代后會(huì)導(dǎo)致其光學(xué)性能發(fā)生根本變化； 同時(shí)， 雜環(huán)上另一游離雜原子的屬性和結(jié)構(gòu)修飾也能引起其光譜性能

3、的變化。發(fā)現(xiàn)中位叔胺取代的染料（6）-（14）的斯托克斯位移均很大；尤其在 DMF 中表現(xiàn)出最大的斯托克斯位移；此類染料存在分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象；在分子中再引入一季銨鹽結(jié)構(gòu)可有效提高其水溶性。 通過(guò)對(duì)合成的熒光染料在不同 pH 值下的光譜性質(zhì)的研究，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中含有哌嗪環(huán)的染料對(duì) pH 值的變化很敏感，吸收光譜、熒光光譜都隨 pH 值的改變而產(chǎn)生明顯的變化，因此可以用來(lái)作為對(duì) pH 值敏感的探針。 通過(guò)物理吸附的方法將染料（6）-（10）負(fù)

4、載到聚苯乙烯微球上，得到了性能優(yōu)異的近紅外熒光微球。對(duì)不同 pH 值下微球的熒光光譜進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，熒光微球保持了母體染料對(duì) pH 值敏感的特性，更為重要的是，它們可以在水溶液中發(fā)揮作用。 選擇咪唑作為識(shí)別基團(tuán)，設(shè)計(jì)合成了一個(gè)半菁染料用于氟離子識(shí)別。通過(guò)研究在加入不同的陰離子后探針光譜性質(zhì)的變化， 發(fā)現(xiàn)氟離子的加入可以使該探針光譜性質(zhì)的變化最明顯， 說(shuō)明該熒光探針對(duì)氟離子的選擇性較好， 可作為氟離子熒光探針。 對(duì)羅丹明 B 進(jìn)行修飾后，