新型BODIPY熒光傳感器的合成、光譜性能及應(yīng)用研究.pdf

1、不管在生物體系還是在環(huán)境中，許多金屬陽離子、陰離子都具有相當重要的作用，但是如果攝入過多也會引起某些毒性反應(yīng)和疾病。因此，開發(fā)用于這些離子的檢測具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實意義。熒光傳感器以其高選擇性、高靈敏度、實時監(jiān)測、簡便快捷等優(yōu)點備受人們關(guān)注。目前被廣泛用來測定環(huán)境、食品、生物體系中的金屬陽離子和陰離子。
　　BODIPY(4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮雜-s-引達省)一直是人造熒光傳感器中最有趣的信號單元，這主要歸因于其顯

2、著的光物理特性，例如在可見光區(qū)域有尖銳且強的紫外吸收和熒光發(fā)射峰，高的熒光量子產(chǎn)率，高的摩爾吸收系數(shù)和光化學(xué)穩(wěn)定性；此外其結(jié)構(gòu)易于修飾，從而通過修飾可以使其吸收和發(fā)射譜帶移到近紅外或紅外光譜范圍。
　　基于上述想法，本文以BODIPY核為骨架對其3,5位進行化學(xué)修飾，設(shè)計合成一系列含不同接收器的BODIPY基熒光傳感器。通過紫外吸收和熒光發(fā)射光譜研究這類熒光傳感器對離子的檢測，并應(yīng)用于構(gòu)建分子邏輯門。
　　1.首先，我們設(shè)計

3、合成了含有脲基的新型BODIPY基熒光傳感器S1。當加入F-時，S1的紫外吸收峰從581 nm紅移至588 nm，使得溶液顏色從粉色變成藍色。用550nm波長激發(fā)時，608 nm處的熒光強度淬滅達到87％。此外，S1-F-體系可以通過加入HSO4-達到可逆。因此，我們將F-和HSO4-的存在作為輸入信號，它們的吸光度和熒光強度作為輸出信號，構(gòu)建了一個INHIBIT/IMPLICATION(INH/IMP)分子水平的邏輯門。
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4、.接著，我們設(shè)計合成了一種新型雙通道檢測Cu2+和Hg2+的BODIPY基熒光傳感器Se-1。它在乙腈溶液中可以選擇性地與Hg2+或Cu2+絡(luò)合，導(dǎo)致溶液顏色從粉色分別變成紫色和藍色。熒光光譜顯示Se-1與Hg2+和Cu2+絡(luò)合后其熒光顯著增強且發(fā)生不同程度的移動（Hg2+：藍移2 nm；Cu2+：紅移15 nm）。通過使用EDTA或半胱氨酸，Se-1和Hg2+的絡(luò)合可恢復(fù)到未絡(luò)合的配體狀態(tài)，因此Se-1和Hg2+的絡(luò)合是化學(xué)可逆的，而

5、與Cu2+的絡(luò)合是不可逆的。基于化合物Se-1與Hg2+的可逆行為，我們設(shè)計了一個YES/INH的分子邏輯門。
　　3.最后，我們設(shè)計合成了一種含雙吡啶環(huán)配體的近紅外BODIPY基熒光傳感器Py-1，它在乙腈溶液中與Cu2+呈現(xiàn)高選擇性和高靈敏度地絡(luò)合，當使用600 nm波長激發(fā)時，617nm處的熒光強度淬滅達到了86%，這不僅實現(xiàn)了Py-1的單一響應(yīng)性，也可以將其擴大到近紅外光譜范圍內(nèi)。更有趣的是，Py-1和Cu2+的絡(luò)合是化學(xué)