基于ICT萘酰亞胺陽離子比率熒光探針的研究.pdf

1、熒光分子探針能夠?qū)⒎肿幼R別的信息轉(zhuǎn)換成熒光信號為外界所感知，具有諸如最高可達單分子檢測的高靈敏度、能夠?qū)崿F(xiàn)開關操作、對亞微粒具有可視的亞納米空間分辨能力和亞毫秒時間分辨能力、原位檢測(熒光成像技術)以及利用光纖進行遠距離檢測等眾多優(yōu)點。比率熒光信號優(yōu)于熒光強度響應信號，提高了靈敏度，引入自動校準功能，可實現(xiàn)定量檢測。所謂比率檢測就是指兩個熒光發(fā)射強度或吸收強度的比值隨著底物濃度的變化而變化。比率檢測一個突出優(yōu)點就是通過強度比值的變化提高

2、動態(tài)響應的范圍，建立起內(nèi)標從而極大的削弱其他因素的干擾。 4-氨基-1，8-萘酰亞胺是一個推-拉電子體系的熒光團，通過改變電子供體(通常是共軛氮原子)對共軛體系的供電能力(ICT)，就可以實現(xiàn)熒光波長的移動。在本論文中，設計合成了一系列基于ICT原理識別陽離子的1，8-萘酰亞胺類比率熒光探針。利用N-丁基-4-溴-5-硝基-1，8-萘酰亞胺的高反應活性以及5位硝基反應活性遠遠大于4位溴取代基的特性，向1，8-萘酰亞胺的4，5二位

3、引入不同的陽離子受體，得到了分別針對銅離子、鋅離子、鎘離子和pH的比率熒光探針。 設計合成了兩個系列共15個銅離子比率熒光探針。在CuBF系列中，銅離子的結(jié)合減弱了共軛氮原子對熒光團的供電能力，從而引起了熒光波長的藍移。經(jīng)過結(jié)構(gòu)的改造，其中CuBF1、CuBF7-11能夠在常見金屬離子(Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，F(xiàn)e3+，Mn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+，Hg2+，Ag+，pb

4、2+)中專一性的識別銅離子。CuRF系列則是基于脫氫和ICT原理的結(jié)合，銅離子與受體的作用能夠誘使共軛氮原子上的氫脫去，共軛氮原子顯負電增強了對熒光團的供電能力，從而引起熒光波長的紅移，同時也造成了吸收光譜的紅移。CuRF系列也是專一性的識別銅離子?？偨Y(jié)了保證熒光不被銅離子淬滅的兩種方法，提出并驗證了第三種方法，即受體中含有合適的電子供體，能夠補償銅離子的缺電性，從而阻斷銅離子與熒光團之間的電子傳遞或者能量傳遞過程，熒光得以保持。在Cu

5、BF系列和CuRF系列中，補償銅離子缺電性的電子供體分別是芳環(huán)π電子體系和脫氫后帶負電荷的氮原子。 設計合成了兩個鋅離子比率、比色熒光探針ZnRF1-2。鋅離子與ZnRF1-2的作用能夠脫去共軛氮原子上的氫，從而使得熒光光譜和吸收光譜發(fā)生紅移。熒光由黃綠色變成了紅色，溶液顏色也由淡黃色變成了粉紅色，非常便于可視檢測。ZnRF1-2和CuRF系列類似，也是基于脫氫原理和ICT原理的結(jié)合。推而廣之，這種探針的設計思路可以被運用來設計

6、其他金屬離子的比率熒光探針。 設計合成了兩個基于ICT原理的鎘離子比率熒光探針CdBF1-2。CdBF1與Cd2+的絡合減弱了共軛氮原子的供電能力，使得熒光最大發(fā)射由531nm藍移至487nm。而在鋅離子的作用下同樣可以發(fā)生共軛氮原子的脫氫反應，熒光最大發(fā)射由531nm紅移至558nm。因此CdBF1具有單熒光分子識別多被分析物的功能。CdBF1對鎘離子的結(jié)合能力遠遠大于對鋅離子的結(jié)合能力，因此CdBF1主要是鎘離子比率熒光探針

7、。 設計合成了兩個適用于強酸環(huán)境中的pH比率熒光探針HF1-2，這兩個探針都具有非常狹窄的pH識別范圍，具有很高的pH靈敏度。HF1對pH的響應范圍是從pH2.57-1.70，隨著酸度的增大，熒光光譜由566nm藍移至522nm，這主要是因為質(zhì)子的結(jié)合降低了共軛氮原子的供電能力所致。另外由于HF1受體空腔過于狹小，不能夠接受金屬離子，因此HF1是一個可排除金屬離子干擾的專一識別pH的熒光探針。HF2則是基于分子內(nèi)氫鍵原理，對pH