新型萘酰亚胺衍生物荧光离子探针的合成及性能研究

发布时间：2018-11-21 19:35

【摘要】：重金属离子如果在生物体内累积起来,将严重威胁各种生命体的安全,因此对这些金属离子的检测具有重要的实际意义。与传统检测分析方法(原子吸收光谱,电感耦合等离子体原子发射光谱,电化学传感,气相色谱)相比,荧光离子探针技术具有高选择性,高灵敏度,操作简单,低成本以及快速分析检测等优点,已经引起了国内外科研工作者的广泛关注。作为一类优良的荧光发色团,萘酰亚胺衍生物由于其优越的光物理和光化学性能,逐渐成为荧光离子探针研究的热点。从结构来看,分子结构中一端为“酰亚胺”强吸电子基团,而另一端(4-位)有强的供电子基团,因此易于形成分子内电荷转移体系,易受光的激发而产生丰富的色彩和强烈的荧光现象。人们通过改造这两个基团设计出具有高灵敏度和高选择性的阴/阳离子荧光探针,并将它们应用于液晶显示器,激光活性介质,生物学荧光标记物,光诱导电子转移传感器,电致发光材料以及荧光转换器和探针等研究领域。本论文以1,8-萘酰亚胺作为荧光基团,席夫碱作为识别基团设计合成了四个萘酰亚胺衍生物荧光离子探针,分别为:N-正丁基-4-[2-((甲基亚氨基)甲基)苯酚]-1,8-萘酰亚胺(L~1);N-正丁基-4-[2-((氨基乙基)甲基)-6-甲氧基苯酚]-1,8-萘酰亚胺(L~2);(N-正丁基-4-[3,3'-((2-氨基乙基)氮烷二基)双(N'-(2-羟基-3-甲氧基亚苄基)-丙烷酰肼]-1,8-萘酰亚胺(L~3);N-正丁基-4-[3,3'-((2-氨基乙基)氮烷二基)双(N'-(2-羟基亚苄基)丙烷二酰肼]-1,8-萘酰亚胺(L~4),并研究了探针对金属离子的识别性质。本论文分为四部分:第一部分:介绍离子荧光探针的研究进展。第二部分:设计合成了两个萘酰亚胺衍生物铜(II)离子荧光探针,L~1和L~2,并对其结构进行了表征。当Cu~(2+)的浓度范围在0.5-5.0μM之间时,探针L~1和L~2均能定量检测Cu~(2+),探针L~1与Cu~(2+)的结合常数为4.76×1011M-1,探针L~2与Cu~(2+)的结合常数为4.97×1011M-1。不同的是探针L~1在乙腈 HEPES(v/v 1:1)缓冲体系中对Cu~(2+)表现出极高的选择性(荧光强度降低12倍),而探针L~2在甲醇 HEPES(v/v 1:1)缓冲体系中对Cu~(2+)的识别效果没有探针L~1明显(荧光强度降低6倍);探针L~1和L~2的检测下限分别为3.3×10-8 M和5.67×10-7 M,表明探针L~1识别检测Cu~(2+)的灵敏度更高,对实际样品中Cu~(2+)的检测具有潜在的应用价值。通过紫外滴定,荧光滴定和Job滴定研究表明探针L~1和L~2与Cu~(2+)均是按2:1配位。第三部分:以1,8-萘酰亚胺为母体,设计合成了两个萘酰亚胺衍生物铝(III)离子荧光探针:L~3和L~4。探针L~3和L~4分别在DMF-HEPES(pH=7.4)和甲醇-Tris-HCl(pH=7.2)缓冲体系中,可识别检测Al~(3+),并发出强烈的绿色荧光。不同之处是,Cu~(2+),Co~(2+),Ni~(2+)和Cd~(2+)会对探针L~3识别Al~(3+)产生干扰,影响探针L~3对Al~(3+)的识别;而探针L~4对识别Al~(3+)具有极高的专一性。当环境中Al~(3+)的量在3.0-10.0μM时,探针L~4对Al~(3+)的检测下限为1.78×10-7 M,可用于实际样品中Al~(3+)的检测。探针L~4与Al~(3+)的结合常数为5.49×104M-1,表明探针L~4与Al~(3+)之间有很强的结合能力。通过紫外滴定,荧光滴定和Job滴定实验表明探针L~4与Al~(3+)之间形成了1:1的配合物。第四部分:研究了配体L~1,L~2,L~3和L~4的抗自由基活性(抗羟基自由基和抗超氧自由基),实验结果表明配体L~1,L~2,L~3和L~4的IC50值数量级均在10-6~10-5之间,具有很强的抗自由基活性,可以作为潜在的抗羟基自由基和抗超氧自由基抑制剂。
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【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

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