基于咔唑母體的雙光子熒光探針的設(shè)計、合成及性能研究.pdf

1、近年來，熒光探針由于具有很高的敏感性和選擇性，可以實(shí)時監(jiān)測，并且容易操作等優(yōu)點(diǎn)被人們認(rèn)為是一種有效的生物檢測工具。迄今為止，大部分報道的熒光探針都是單光子熒光探針，由于單光子熒光探針是用短波長激發(fā)的，存在很多缺點(diǎn)，比如容易造成光損傷，光漂白和背景顏色的干擾。因此，為了克服單光子熒光探針存在的缺陷，我們急需要尋求一種在長波下激發(fā)，能夠應(yīng)用于細(xì)胞中進(jìn)行檢測，且具有高的熒光量子產(chǎn)率，大的吸收截面積和更靈敏識別的雙光子熒光探針。次氯酸是生物體內(nèi)

2、重要的活性氧之一，具有強(qiáng)氧化性，對生物體有著重要影響，也廣泛應(yīng)用于日常生活中。然而，過量的次氯酸會導(dǎo)致一些疾病的發(fā)生，例如癌癥等。金是一種貴重金屬，可以制作貨幣、珠寶以及一些首飾品，金離子有抗炎特性，可以用于合成關(guān)節(jié)炎、癌癥等藥物。盡管金離子有如此多的應(yīng)用，但我們還應(yīng)該注意金離子有很大的毒性，因?yàn)榻痣x子可以和DNA緊密的結(jié)合，會導(dǎo)致肝臟、腎臟及神經(jīng)系統(tǒng)的損壞，所以我們一定要注意控制金離子的含量。Cu是繼Fe和Zn之后的重要過渡金屬元素，

3、對維持生物體正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用。Cu2+離子在生物體中的含量雖然很少，但是缺乏Cu2+離子會導(dǎo)致生物體生長過程的紊亂，同樣，如果Cu2+含量過多的話也會對生物體產(chǎn)生很大的毒害。鑒于此，檢測生物體中次氯酸，金離子，銅離子的含量，研究活細(xì)胞中次氯酸，金離子，銅離子的動態(tài)分布，已經(jīng)成為了當(dāng)今生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的重要課題。本論文在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計合成了基于咔唑的能夠選擇性識別ClO-、Au3+、Cu2+的雙光子熒光探針，通過1HNM

4、R、13C NMR以及質(zhì)譜等測試對目標(biāo)探針進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，而且通過紫外、單光子/雙光子熒光等研究了光學(xué)性質(zhì)，并成功地用于細(xì)胞成像，部分還成功定位線粒體。
　　一、我們設(shè)計并合成了兩個水溶性的以咔唑?yàn)槟阁w的次氯酸雙光子熒光探針。使用咔唑?yàn)槟阁w，是因?yàn)閺囊褕蟮赖倪沁蝾悷晒馓结樦邪l(fā)現(xiàn)，咔唑具有很好的光穩(wěn)定性，很低的細(xì)胞毒性以及很大的雙光子吸收截面積等優(yōu)點(diǎn)。以咔唑基團(tuán)作為電子供體，吡啶正離子作為電子受體，形成D-π-A型雙光子熒光探針，這

5、種卓越的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)體系保證了探針的雙光子性質(zhì)。以肟作為識別基團(tuán)，通過C=N鍵的旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)對次氯酸的檢測。吡啶正離子可以定位到線粒體中，而且可以增加探針的水溶性。
　　二、在第一個工作及文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上，我們又以咔唑基團(tuán)作為電子供體，乙烯基吡啶正離子作為電子受體，合成了一個新的檢測金離子的雙光子熒光探針，以2-肼吡啶作為識別基團(tuán)，通過金離子的水解作用實(shí)現(xiàn)對金離子的檢測。該探針具有很高的靈敏度、很低的檢測限以及很大的St