基于卟啉及羅丹明內(nèi)酰胺的新型陽離子熒光分子探針的設(shè)計與合成.pdf

1、分子識別作為超分子化學(xué)的重要領(lǐng)域，最早是由有機化學(xué)家和生物化學(xué)家在分子水平上研究生物體系中的化學(xué)問題而提出的。分子識別本質(zhì)上是指主體分子(受體)對客體分子(底物)選擇性結(jié)合并產(chǎn)生某種特定功能的過程。而它們之間的這種特定功能的過程即識別，以及伴隨產(chǎn)生的微觀環(huán)境的變化，需要借助特殊的工具才能轉(zhuǎn)換成為外界所感知的信號。熒光作為這種所感知的信號具有以下優(yōu)點:最高可達(dá)單分子檢測的高靈敏度、能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)操作、對亞微粒具有可視的亞納米空間分辨能力和亞

2、毫秒時間分辨能力、原位檢測(熒光成像技術(shù))以及利用光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測等等。熒光分子經(jīng)過特殊的設(shè)計，能夠選擇性識別待測物，再將這種識別信息轉(zhuǎn)換成熒光信號傳遞給外界，具有這種功能的分子就是熒光分子探針。
　　 卟啉(H2TPP)化合物具有非常好的光學(xué)性質(zhì)，是一種理想的熒光物質(zhì)，具有高的熒光量子產(chǎn)率、大的Stokes位移、相對長的激發(fā)(＞400 nm)和發(fā)射(＞600 nm)波長，而相對長的激發(fā)和發(fā)射波長能夠減少背景熒光的干擾，所以卟

3、啉化合物是一種值得進(jìn)行深入研究的熒光染料。四苯基卟啉主要用來識別汞離子，我們以四苯基卟啉為母體進(jìn)行設(shè)計，合成出了一個銅離子探針—5-(2，3，4-三羥基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉。其它離子特別是汞離子對銅離子的測定不產(chǎn)生干擾，從而成功地改變了其識別性能。銅離子在1.9′ 10-6-5 ′ 10-5mol/L，熒光強度的變化與銅離子的濃度呈函數(shù)關(guān)系。同時，我們設(shè)計出了N-甲基四苯基卟啉，它是在四苯基卟啉空間吡咯環(huán)上的氮修飾了一個

4、甲基，從而又一次成功的改變了其識別性能，成為了熒光增強型的鋅離子探針。除了Cu(II)和Hg(II)外，大部分的堿金屬，堿土金屬，和過渡金屬離子對鋅離子的測量幾乎沒什么干擾。在鋅離子濃度5.0×10-7-1.0×10-5 mol/L范圍內(nèi)成線性關(guān)系。
　　 羅丹明的內(nèi)酰胺螺環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在長波長沒有吸收，無色，無熒光；破壞內(nèi)酰胺螺環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在長波長有吸收，有顏色，強熒光。由于此結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，羅丹明內(nèi)酰胺類化合物具有形成OFF-ON型

5、熒光探針的潛能。在2006年，段春迎等在羅丹明6G酰肼上連接吡啶醛實現(xiàn)了選擇性檢測汞離子。基于該文提出的作用機制，我們注意到，汞離子主要與羅丹明6G吡啶醛亞胺上的N和吡啶醛上N原子絡(luò)合開環(huán)，而羅丹明6G吡啶醛1-位及4-位的N，O原子貢獻(xiàn)很少。在1997年，Czarnik等合成了銅離子選擇性試劑羅丹明B酰肼。銅離子的加入，催化其水解，生成羅丹明B，銅離子主要與羅丹明B酰肼1-位及4-位的N，O原子絡(luò)合，基于此，我們猜想，有可能只改變一個