苝酰亞胺的多功能化設(shè)計及應(yīng)用研究.pdf

1、多功能熒光材料結(jié)合熒光物質(zhì)的靈敏性和功能材料實用性，具有跨領(lǐng)域的應(yīng)用前景。苝酰亞胺衍生物(PDIs)作為一種光、熱和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異的化合物，已被廣泛應(yīng)用于光電、染料、自組裝和生物成像等多個領(lǐng)域。PDI自身的優(yōu)異特性使其成為一種潛在的多功能熒光材料。通過化學(xué)修飾向PDI的“海島”和酰亞胺位上引入官能團或聚合物可實現(xiàn)PDI的多功能化。與聚合物修飾特別是樹枝狀聚合物修飾相比，官能團修飾的PDI分子更加靈巧、精確。本論文介紹多功能PDI分子的設(shè)

2、計合成，通過取代、加成等化學(xué)反應(yīng)將具有特定官能團修飾到PDI上，得到多功能的熒光化合物。并進一步探索其在分子、離子檢測，生物熒光成像，基因載體和抗癌研究方面的多功能應(yīng)用。本論文研究內(nèi)容總體分為以下三部分:
　　1.為探索PDI在分子檢測方面的應(yīng)用，設(shè)計合成一種多功能熒光探針MAPDI，并研究其用于親核性檢測和還原性無機物檢測的性能和機理。通過向PDI的“海島”位引入四個具有親核性響應(yīng)的小共軛結(jié)構(gòu)，抑制PDI的聚集從而提高MAPDI

3、的熒光量子產(chǎn)率。MAPDI能快速實現(xiàn)對多種親核試劑的檢測（胺類、氨基酸類和無機物類），同時實現(xiàn)對檢測物親核性強弱的顏色指示。此外，MAPDI檢測還原性無機物質(zhì)時伴隨著紫外吸收光譜的顯著紅移。綜上，MAPDI是一種多功能熒光探針，可同時用于檢測并區(qū)分不同親核試劑及還原性無機物。
　　2.為研究PDI在離子檢測和生物領(lǐng)域中的應(yīng)用，設(shè)計合成一種多功能苝酰亞胺衍生物DTPDI，并將其用于汞離子檢測及熒光基因載體。通過在PDI的“海島”位引

4、入能夠特異性與汞離子反應(yīng)的“碳-硫”鍵及八個陽離子胺基鹽酸鹽，得到一種既可作為汞離子熒光探針又可作為基因載體的水溶性苝酰亞胺衍生物DTPDI。DTPDI實現(xiàn)對高度專一性和超敏感檢測汞離子(檢測極限為0.1 nM)的特點。細胞毒性實驗表明DTPDI具有很好的生物相容性，能安全地在細胞內(nèi)進行汞離子檢測。DTPDI還能夠在細胞和活體水平運載核酸并使其成功表達。綜上，DTPDI是一個多功能熒光探針，可應(yīng)用于汞離子的檢測及基因載體中。
　　

5、3.為探索PDI作為抗癌試劑和藥物載體研究等領(lǐng)域的應(yīng)用，設(shè)計制備一種多功能的載體RGD-PDI。在PDI的酰亞胺位引入雙離子基團得到DNA嵌插劑，并通過可斷裂的酯鍵將其與RGD多肽相連接，得到RGD-PDI。RGD-PDI具有抗癌效果，可作為前藥應(yīng)用于生物領(lǐng)域。此外，利用RGD-PDI分子與抗癌藥物CPT的疏水作用及π-π堆積作用，將二者共組裝得到藥物傳遞系統(tǒng)。在細胞內(nèi)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)雙離子型PDI嵌插劑及CPT的同時釋放，實現(xiàn)“雙重化療