新型氧雜蒽類染料的設計與合成及其衍生物對汞離子的識別檢測.pdf

1、近年來，熒光成像技術已成為監(jiān)控生命體中活性分子及其生理過程最有效的手段之一，而性能優(yōu)越的熒光分子探針是實現成像分析最堅實的物質基礎。這其中，由于氧雜蒽類染料優(yōu)良的光學性能，被廣泛應用于發(fā)展各種小分子熒光探針。然而，氧雜蒽類染料自身存在著一些不可忽視的問題，極大地限制了它們的發(fā)展。第一，就目前而言，基于氧雜蒽類染料構建的熒光分子探針大多需要經過特殊、復雜的合成路線，因此，研發(fā)出能夠簡單易成且檢測精準的此類探針顯得尤為迫切;第二，該類探針分

2、子大多集中在可見光區(qū)域，而可見光成像技術的背景熒光較強，組織穿透性較弱，不利于其在細胞生物標記領域的應用;第三，氧雜蒽類染料存在的另一個缺陷是Stokes位移較小，這樣會造成由Rayleigh散射引起的誤差和嚴重的熒光淬滅現象。
　　本文著眼于氧雜蒽類染料結構上的創(chuàng)新，設計并合成了一系列新型的氧雜蒽類染料，旨在解決目前該類染料在熒光分子探針的構建和應用方面出現的一些棘手問題，為達成此目標，本論文的研究工作開展如下:
　　(1

3、)設計合成了一種新型的氧雜蒽染料R，R是Rhodafluor的同分異構體，其氧雜蒽上兩個羥基的位置由Rhodafluor的間位變成了對位，因此性質發(fā)生了明顯改變，兼具了很多Rhodafluor無法比擬的優(yōu)勢。首先，我們探究了R在不同溶劑中的光譜性質，發(fā)現只有在水中或加入TFA時，R才會有明顯的吸收峰和發(fā)射峰，說明只有在水中或酸性條件下，染料R的螺環(huán)內酯結構才會打開，形成大的共軛體系。在水中，R的最大吸收和發(fā)射波長相較Rhodafluor

4、都產生了紅移，且Stokes位移也增大兩倍之多。最值得一提的是，R在水中的pH適用范圍為3-11，這為其在接近生理條件下進行細胞生物標記方面的應用奠定了基礎。接著，在染料R的氧雜蒽的羥基位置和螺環(huán)內酯的羧基位置進行了不同修飾，設計合成了三種R的衍生物R1、R2和R3，這三個衍生物都是能夠高選擇性識別Hg2+的熒光分子探針，且抗干擾能力較強。經過非線性擬合公式求得的結合常數分別為1.10×104 M-1(R=0.991)、2.72×105

5、 M-1(R=0.996)和1.27×103 M-1(R=0.992)，對Hg2+的檢測限分別為3.32×10-9 M、8.82×10-7 M和2.66×10-6 M。
　　(2)基于上述設計思路，又合成了其它三種新型的氧雜蒽染料X、Y、Z，這三種染料在水中的pH適用范圍分別為3-10、4-10和3-11，正好處于生理pH范圍，具有細胞標記領域應用的潛力，也運用熒光倒置顯微鏡證明了這三個染料較好的細胞膜透性。最后，對染料Z進行了修