2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、菁染料是一類(lèi)重要的功能性染料,它們被廣泛應(yīng)用于照相材料光譜增感劑、光盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)、太陽(yáng)能電池光敏劑、pH探針、非線(xiàn)性光學(xué)材料等領(lǐng)域中。特別短波長(zhǎng)菁染料具有可穿過(guò)細(xì)胞膜、無(wú)毒、不干擾細(xì)胞的正常生理功能、對(duì)核酸(DNA/RNA)有較強(qiáng)的親和性等優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用得到了廣泛的關(guān)注,例如應(yīng)用于凝膠電泳中染色DNA、DNA測(cè)序、流式細(xì)胞儀、活細(xì)胞成像、生物大分子的標(biāo)記等。目前商品化的膜通透性活細(xì)胞熒光探針?lè)N類(lèi)有限,應(yīng)用范圍有限,且價(jià)格昂貴,

2、還無(wú)法在國(guó)內(nèi)臨床分析上普及,極大限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,為了拓寬活細(xì)胞熒光探針的種類(lèi)及應(yīng)用范圍,尋找性能優(yōu)良的熒光探針,本文以短波長(zhǎng)菁染料作為合成目標(biāo),將其作為熒光染色劑應(yīng)用于細(xì)胞成像和流式細(xì)胞術(shù)中,探討其作為活細(xì)胞熒光探針的可能性。本文介紹了菁染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性質(zhì)特征、應(yīng)用研究以及近些年來(lái)短波長(zhǎng)二甲川菁染料、苯乙烯半菁染料及一次甲基份菁染料的合成進(jìn)展,主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:
   1.采用微波無(wú)溶劑方法合成了七種新

3、型含吲哚核的二甲川菁染料,其中六種未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道,通過(guò)元素分析、1HNMR、IR、UV-Vis對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。根據(jù)微波輻射功率和時(shí)間,討論了雜環(huán)季銨鹽與吲哚甲醛的反應(yīng)活性,結(jié)果表明:雜環(huán)季銨鹽的反應(yīng)活性順序?yàn)椋亨句@鹽≈2-甲基吡啶季銨鹽≈4-甲基吡啶季銨鹽>萘噻唑季銨鹽≈苯并噻唑季銨鹽>苯并吲哚季銨鹽>苯并咪唑季銨鹽。研究了染料的紫外-可見(jiàn)吸收和熒光光譜性質(zhì),結(jié)果表明:染料在甲醇中的最大吸收波長(zhǎng)位于376.0~484.0nm范圍

4、,摩爾消光系數(shù)為1.8×104~5.7×104L·mol-1cm-1,其熒光發(fā)射波長(zhǎng)位于512.6~548.6nm之間,熒光量子產(chǎn)率為0.0018~0.0285,具有53.6~104.6nm的斯托克位移值。染料的吸收波長(zhǎng)和雜環(huán)堿性具有一定的關(guān)系,最大吸收波長(zhǎng)隨雜環(huán)核的堿性減小而增大。研究了染料最大吸收波長(zhǎng)和溶劑介電常數(shù)的關(guān)系,結(jié)果表明,隨著溶劑介電常數(shù)的增大,染料的最大吸收波長(zhǎng)藍(lán)移。
   2.采用微波無(wú)溶劑方法和常規(guī)合成方法合

5、成了十三種含喹啉核的二甲川菁染料,均未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道,通過(guò)元素分析、1HNMR、IR、UV-Vis對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。研究了不同的取代基對(duì)季銨鹽反應(yīng)活性的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):取代基的給電子能力的增強(qiáng),有助于反應(yīng)進(jìn)行,并且對(duì)于相同的取代基而言,6位取代的染料較7位取代的易合成,且產(chǎn)率也相對(duì)較高。利用紫外-可見(jiàn)光譜和熒光光譜技術(shù)研究了單純?nèi)玖?、染料與DNA、BSA在生理?xiàng)l件下的相互作用,探討其作為DNA、BSA熒光探針的可能性。結(jié)果發(fā)現(xiàn):此類(lèi)染料

6、對(duì)DNA具有較好的親和性,當(dāng)染料與DNA相互作用后,熒光強(qiáng)度劇增,熒光量子產(chǎn)率最高增大了68.8倍。
   3.采用三組份一鍋法反應(yīng),合成了四種含異噁唑酮核一次甲基份菁染料,其中三種產(chǎn)物未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道,并利用元素分析、1HNMR、IR和UV-Vis對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。此類(lèi)染料在甲醇中的最大吸收波長(zhǎng)位于417.0~429.0nm范圍,摩爾消光系數(shù)在3.3×104~4.5×104L·mol-1cm-1,其熒光最大發(fā)射波長(zhǎng)位于476.0

7、~511.6nm之間,具有59.0~82.6nm的斯托克位移值,熒光量子產(chǎn)率值為0.0008~0.0024。利用X射線(xiàn)單晶衍射技術(shù)對(duì)四種染料分子的晶體結(jié)構(gòu)和空間堆積方式進(jìn)行了表征和解析。
   4.在B3LYP/6-31G*和PBE1PBE/6-31G*水平上分別對(duì)七種含吲哚核二甲川菁染料進(jìn)行了理論研究。采用極化連續(xù)模型PCM考慮了溶劑效應(yīng)對(duì)吸收光譜的影響,結(jié)果表明:PBE1PBE/6-31G*(PCM)方法更能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)染料的吸

8、收光譜性質(zhì)。通過(guò)部分二面角參數(shù)和染料的熒光量子產(chǎn)率,說(shuō)明了染料分子的剛性平面越強(qiáng),共軛體系越大,則熒光強(qiáng)度就越大。染料的最低能級(jí)電子躍遷屬于HOMO到LUMO的冗→冗*躍遷,具有最大的諧振強(qiáng)度,并且從分子軌道圖分析得出HOMO→LUMO的電子躍遷源于分子內(nèi)部的電荷轉(zhuǎn)移。
   應(yīng)用CIS/PCM方法在S1優(yōu)化構(gòu)型的基礎(chǔ)上,研究了七種含喹啉核二甲川菁染料的熒光發(fā)射光譜性質(zhì),結(jié)果表明:計(jì)算所得的λem與實(shí)驗(yàn)值的相對(duì)偏差為1.7%,此

9、方法可以用來(lái)預(yù)測(cè)染料的最大發(fā)射光譜。使用Swizard軟件計(jì)算出了含喹啉核二甲川菁染料的摩爾消光系數(shù),并且通過(guò)計(jì)算模擬擬合的吸收光譜圖與實(shí)驗(yàn)光譜圖基本一致。
   5.將設(shè)計(jì)、合成的二十種短波長(zhǎng)菁染料作為熒光染色劑應(yīng)用于H929骨髓瘤細(xì)胞和精子細(xì)胞的熒光顯微成像技術(shù)中,結(jié)果表明:染料A8、A11、A28和A31在終濃度為1uM~5uM時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)良的熒光性能,并且具有膜通透性、無(wú)毒、不干擾細(xì)胞的正常生理功能、熒光背景干擾小、無(wú)光漂

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