基于苯并噻唑荧光团的磷酸根探针及次溴酸探针的合成与应用

发布时间：2020-09-17 16:48

　　近年来,荧光探针由于其选择性高、灵敏度高、分析速度快、能实时监测、操作简单等优点,逐渐成为了科研工作者的研究热点,被广泛应用于化学化工、环境科学、生物成像以及医学诊断等领域。苯并噻唑类化合物是一种重要的杂环化合物,在生物、化学、医药等方面有着广泛应用。苯并噻唑因为其具有离域的大π键和刚性平面结构,常作为荧光基团被广泛应用到荧光探针中。本论文以苯并噻唑衍生物为荧光基团,开展了以下两部分研究工作:1.设计合成了一个新的基于2-(2,-羟基苯基)苯并噻唑的探针化合物HB-1。经实验研究发现化合物HB-1能高效专一的识别磷酸根离子(Pi)。在探针化合物的DMSO-HEPES溶液中加入Pi后,诱导酯键断裂,释放出荧光团,溶液颜色由无色变为蓝色,紫外吸收光峰红移了 79 nm,同时在465 nm处的荧光强度也增强了 210倍,肉眼可以很明显的看到淡蓝色荧光。而且,探针HB-1被成功应用于HeLa细胞的荧光成像,通过荧光强度的变化可以判断细胞中是否含有外源性Pi的存在。2.设计合成了一个基于苯并噻唑荧光基团的探针化合物HB-2,这是一个用于专一识别次溴酸(HBrO)的比率型探针。在HB-2的CH3CN-HEPES溶液中加入HBrO反应后,探针环化形成硫亚胺键,使体系共轭程度增大,反应体系在447 nm处的荧光发射峰逐渐降低,在580 nm处新产生的发射峰逐渐增强。溶液颜色由无色变为橙色,在447 nm和580 nm两处波长所对应的荧光强度比值从0.02增加到4.68,增强了约234倍,肉眼可见橙色荧光。而且,探针HB-2被成功应用于4T1细胞的荧光成像,通过荧光强度的变化可以判断细胞中是否含有外源性HBrO的存在。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O657.3
【部分图文】：

内转换,磷光,产生过程,荧光

若返回到激发态时伴随着光子的辐射，这种现象被称为“发光”。每一个分逡逑子具有一系列严格分离的能级，而每个电子能级中又包含一系列的振动能层和转逡逑动能层，如图１．１所示：图中基态用Ｓ0表示，第一电子激发单重态和第二电子激逡逑发单重态分别用３１和８２表示，第一电子激发三重态用Ｔ！表示，第二激发三重态逡逑用Ｔ２表示。根据Ｋａｓｈａ规则，荧光多为Ｓｉ—Ｓｏ跃迁。通常情况下，荧光分子都逡逑处于基态Ｓ0，吸收光能后，荧光分子的电子因被激发而处于第一激发态Ｓｉ或第逡逑二激发态Ｓ２中各个不同的振动能级。而当分子受到激发从基态跃迁到激发态后逡逑状态极不稳定，会以振动弛豫（ｗ）和内转化（ｉｃ）的方式释放部分能量下降到逡逑第一激发态的最低能级Ｓ，。然后，处于第一激发单线态的电子以辐射跃迁的方逡逑式回到基态单线态ＳＱ所发出的光就是荧光。此外，处于第一激发单线态的电子逡逑先通过系间窜越（ｉｓｃ）的方式移至乃或Ｔ２，处于Ｔ２的电子会经过振动弛豫（ｖｒ）逡逑和内转化（ｉｃ）的方式下降到Ｌ

激发光谱,发射光谱,单线态,电子

荧光探针,基本结构

识别信息转换为荧光信号的转换器，决定了探针的选择性和特异性，报告基团则逡逑决定了识别的灵敏度，而连接体部分则可起到分子识别枢纽的作用。其基本结构逡逑单元如图１．３所示。逡逑用作荧光探针的有机荧光探针主要有以下几种：氟硼二吡略（ＢＯＤＩＰＹ）逡逑［１４－１５］、香豆素（Ｃｏｕｍａｒｉｎ）［１６－１８】、罗丹明（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）１１９—２０１、荧光素（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ）逡逑［２１－２２］、惠（Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）邋［２３－２４】、苯并噪二哩（ＮＢＤ）邋［２５—２６］、萘酰亚胺（Ｎａｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ）逡逑［２７］、菁类染料（Ｃｙａｎｉｎｅ）邋ｌ２８１、ＥＳＩＰＴ类染料１２９１等，如图１．４。这些荧光团大多都逡逑具有较大的共轭体系，较高的稳定忡和较长的发射波长｜３（＞１。逡逑５逡逑

【参考文献】