基于荧光共振能量转移的荧光探针的合成及性质研究

发布时间：2018-04-24 15:21

本文选题：FRET机理 + 罗丹明B　；参考：《贵州大学》2017年硕士论文

【摘要】：众所周知重金属和过渡金属、阴离子广泛的存在于我们生存的环境中,同时这些离子对人类的身体健康有起着重要的作用。而很多金属元素是人体必不可少的,但高浓度的金属元素会危害人体中枢神经系统对人类身体造成不可逆转的伤害,引起人体机能的减弱或者丧失,导致病变。相对于其他检测方法,荧光法具有高灵敏度、高选择性、简便快捷、实时原位检测及可视化等优点。因此,利用荧光探针对金属离子进行快速,简便检测具有重要的应用意义。基于荧光共振能量转移(FRET)响应机制的这类探针由于具有多个荧光供体和受体对,因而具备多种能量转移方式,可形成多样的荧光发射峰,这使得FRET型荧光探针具有更高的灵敏度和更优越的选择性,对多组分成分检测准确,操作简单,满足复杂样品的检测,对于重金属离子的检测、环境检测和水质监控、细胞成像方面有更好的应用。但是目前已报道的基于FRET机理的荧光探针连接的荧光基团类别单一,不能构成多对能量供体和受体,发射光谱较为单一,光谱易于重叠,光信号选择性差,若有更多的待测组分,荧光信号不易分辨。因此,制备含有两个及两个以上的荧光基团,构建基于FRET机理结合C=N双键异构化以及罗丹明开环-闭环机理共建的多种荧光响应机制,实现对复杂样品中多种离子的高效、快速、准确的检测,达到快速、低成本分析。本文主要对FRET型荧光探针,特别是罗丹明B为基础荧光基团的FRET型探针进行文献综述。详述了荧光共振能量转移(FRET)荧光探针的机理与优势,以及近几年FRET荧光探针的发展及应用。在查阅和比较多个荧光基团组合的荧光探针文献的基础上,设计合成了以三(2-氨乙基)胺为柔性平台,在其中一条柔性链上首先连接一个罗丹明B,在此基础上再通过点击反应或席夫碱缩合反应分别将苯并噻唑醛、4-氯-7-硝基苯呋咱(NBD-Cl)、4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐、丹磺酰氯、8-甲酰基-7-羟基香豆素、2-羟基-1-萘甲醛连接在另两条柔性链上,合成了2类基于FRET机理的荧光探针。一类为三(2-氨乙基)胺柔性平台上连接两种不同的荧光基团的探针1、4、6;另一类为三(2-氨乙基)胺柔性平台上连接三种不同的荧光基团的探针2、3、5、7。并通过~1H-NMR、~(13)CNMR,ESI-MS,红外对产物及中间体进行表征,证明所合成物与表征物一致。用荧光、紫外-可见吸收光谱、红外、核磁、质谱等技术对探针2、6、7分别进行了对金属离子和阴离子的传感识别性能研究,并探讨了识别作用的机理、配合作用的位点。探针2是一种性能优越的多目标识别探针。探针2通过时间分辨识别Hg~(2+)和Fe~(3+)离子。Hg~(2+)离子加入立即使探针的罗丹明螺环开环,能量分别从供体香豆素和NBD单元向受体罗丹明单元转移;Fe~(3+)离子加入1 h后才能发生FRET过程,通过控制时间实现选择性识别,并且有明显的颜色变化,可同时实现对Hg~(2+)、Fe~(3+)的裸眼检测。此外,通过不同波长激发选择性高效识别Cu~(2+),Cu~(2+)能与NBD单元发生络合反应,使探针对Cu~(2+)有荧光增强的响应。同时,探针2还能选择性识别F~-离子,F~-离子的加入使探针荧光有显著的增强。探针6能实现溶剂分辨识别不同离子。在1,4-二氧六环/水(v/v,6/4)溶剂中探针6选择识别Zn~(2+),在CH_3CN/水(v/v,98/2)溶剂中探针6通过FRET机理选择性识别Al~(3+)。同时还能实现对Al~(3+)的裸眼检测。探针7是一个双目标、高选择性的比率荧光探针,探针7通过不同的波长激发选择性识别Hg~(2+)、Cu~(2+)。通过FRET机理探针7选择性识别Hg2+,还能实现对Hg~(2+)的裸眼识别。Cu~(2+)离子通过与探针7的NBD单元络合,使探针主体荧光增强,实现探针对Cu~(2+)的选择性识别。
[Abstract]:A fluorescent probe with two or more fluorescent probes is designed and synthesized . The fluorescence probe has high sensitivity , high selectivity , simple and rapid detection , and has better application in detection of heavy metal ions , environment detection and water quality monitoring and cell imaging . In addition , the selective recognition of Cu ~ ( 2 + ) and Cu ~ ( 2 + ) by different wavelength excitation can enhance the fluorescence of the probe . The probe 7 is a double - target , high - selectivity ratio fluorescent probe . The probe 7 is capable of selectively recognizing the Hg ~ ( 2 + ) and Cu ~ ( 2 + ) in the solvent of CH _ 3CN / water ( v / v , 6 / 4 ) . The probe 7 is capable of selectively recognizing the Hg ~ ( 2 + ) and Cu ~ ( 2 + ) in the solvent of CH _ 3CN / water ( v / v , 6 / 4 ) .

【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

【参考文献】