新型1,8-萘酰亚胺类阳离子光谱探针研究

发布时间：2020-09-04 17:41

　　 H~+和Cu~(2+)在环境及生物体内扮演着重要的角色。H~+参与很多化学及生理过程,如钢铁生锈、细胞增殖和凋亡、离子运输、肌肉收缩等。Cu~(2+)作为微量元素主要作用于血液系统和神经系统,Cu~(2+)的缺乏和过量都会导致疾病。因此H~+和Cu~(2+)的检测非常重要。光谱探针由于其操作便捷、灵敏度高、选择性好、成本低等优点而被广泛用于离子检测中。本文以1,8-萘酰亚胺为荧光团设计合成了三个新型1,8-萘酰亚胺类H~+和Cu~(2+)光谱探针,分别对其结构进行了表征,并研究了其紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对H~+和Cu~(2+)的响应性和传感机理,以及细胞毒性。具体内容包括:识别基团来自肼和呋喃甲醛的1,8-萘酰亚胺类H~+和Cu~(2+)光谱探针(BNFA):在CH3CN/H2O(1/1,v/v)体系中,当pH为1.9~5.2时,BNFA是一个猝灭型Cu~(2+)比色和荧光探针,可以通过吸光度减小(4.6倍)、荧光强度减弱(5.4倍),以及最大荧光波长蓝移(19 nm)三个通道对Cu~(2+)进行识别。在Cu~(2+)浓度0~6μM范围内,BNFA在(19)(21)(16)nm处的吸光度和在558 nm处的荧光强度都与Cu~(2+)浓度呈良好的线性关系,比色和荧光检测限分别为6.10×10-7和2.62×10-7 mol/L。当体系pH在6.2~12.0范围内,BNFA又可以作为三通道比率型H~+比色探针和荧光探针,可以通过573 nm和461 nm处的吸光度之比A573/A461增大、552 nm处的荧光强度F552减小,以及颜色从浅紫色变为深紫色实现对H~+的识别。识别基团来自肼和3-甲基-2-噻吩醛的1,8-萘酰亚胺类H~+和Cu~(2+)光谱探针(BNMT):在CH3CN/H2O(1/1,v/v)体系中,当pH为2.2~6.0时,BNMT也是一个猝灭型三通道Cu~(2+)比色和荧光探针,Cu~(2+)可使BNMT溶液的吸光度下降6.1倍、荧光强度减弱23倍、最大发射波长蓝移43 nm。当Cu~(2+)浓度在0~25μM时,BNMT在(19)(22)(16)nm处的吸光度和在571 nm处的荧光强度都与Cu~(2+)浓度呈良好的线性关系,比色和荧光检测限分别为3.12×10-7和2.44×10-7 mol/L。当pH在6.0~12.1范围时,BNMT也是一个三通道比率型H~+比色探针和荧光探针。可以通过581 nm和471 nm处的吸光度之比A581/A471增大、571 nm处的荧光强度F571减小,以及颜色从浅黄色变为深蓝色识别H~+。识别基团来自肼和三羟甲基氨基甲烷的Cu~(2+)荧光探针和pH比色开关(BNGT):在CH3CN/H2O(1/99,v/v)体系中,在pH 5.2~6.5范围内,BNGT可以通过392 nm和754 nm双波长处荧光增强(分别增强9.2倍和9.4倍)、以及荧光颜色由无色变为亮蓝色检测Cu~(2+),两波长处荧光对Cu~(2+)的检测限分别为2.64×10-7和2.45×10-7 mol/L。BNGT还是一个敏锐的pH比色开关,可以在三种CH3CN/H2O(1/99,1/1,8/2,v/v)体系中,通过明显的最大吸收波长增大、吸光度增强、颜色从无色变为玫红色三个通道指示0.2个pH单位(从5.8到6.0)的变化。作为Cu~(2+)探针时,BNFA、BNMT和BNGT与Cu~(2+)的结合比均为1:1,检测过程均不可逆,而作为H~+探针和pH开关时,过程均可逆。三种物质对H~+和Cu~(2+)的识别都具有高选择性、高灵敏度和强抗干扰性。BNFA细胞毒性较大,BNGT的细胞毒性很低,而BNMT几乎无细胞毒性。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O657.3
【部分图文】：

核磁共振,核磁共振,培养皿

8-萘酰亚胺类阳0%胎牛血清的 1640 作为培养液，将 T41 细胞（0.1 个培养皿中恒温培养 24 h，然后将 24 个培养皿平均，第 2、3、4 组内分别加 10 μL 的 0.1 mM、0.2 mM在 37℃继续培养 24 h，再向细胞内加 MTT 检测试剂置于酶标仪 NEOALPHA 上检测细胞的存活率。论结构表征 BNFA 的结构通过质谱、核磁共振1H 谱、核磁共析进行了表征。 BNFA 的质谱图。从中可以看出，m/z=362.1541 为离子峰，m/z=384.1330 为目标产物 BNFA 的[M+N

谱图,核磁共振,谱图,毒性实验

的浓度为 10 μM，Cu2+浓度分别为 10 μM 和 20 μM1/1, v/v）。以 471 nm 为激发波长在 5 nm 的狭缝宽光谱，根据 BNMT 的最大荧光强度与 Cu2+浓度之间 Cu2+的浓度。毒性实验T 代替 BNFA，其余操作与第二章 2.2.7 相似。讨论的结构表征 BNMT 的结构通过质谱、核磁共振1H 谱、核磁共振析进行了表征。 BNMT 的质谱数据图。从图 3-1 可以看出，m/z=3[M+H]+分子离子峰。

谱图,核磁共振,谱图

Fig. 3-2.1H NMR spectrum of BNMT (DMSO-d6, 400 MHz).3 为 BNMT 的核磁共振13C 谱图 (DMSO-d6, 400 MHz)。从结构中的碳峰，δ/ppm: 13.67 (1C, a), 13.72 (1C, s), 19.83 (1.04 (1C，d), 106.14 (1C, n), 110.53 (1C, l), 118.42 (1C, q), 12, k), 127.10 (1C, p), 129.09 (1C, f), 130.39 (1C, h), 130.98 (1C3.37 (1C, i), 138.18 (1C, g), 138.71 (1C, m), 145.90 (1C, r), 16, e)。

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