有毒重金属离子(Hg 2+ 和Pd 2+ )和重要酶（β-Gal和CYP1A）的双光子荧光探针的理论研究

发布时间：2021-01-02 07:09

　　近年来用两个近红外光子作为激发光源的双光子荧光显微成像（TPFM）技术已经在生物医学研究领域显示出了巨大的应用潜力。与传统的单光子荧光显微（OPFM）技术比较而言,TPFM技术具有深层成像、定位准、分辨率高、低光损伤和光漂白等优势,最重要的是可以降低信噪比并实现暗场成像。凭借这些优异的特性,双光子荧光探针的进一步研究对生物医学成像的应用提供了重要支撑。TPFM通过结合使用双光子荧光探针,逐渐成为生物医学上众多目标物检测研究中的重要成像工具,与此同时就对有机双光子吸收材料提出了新的机遇与挑战。到现在为止,研发应用于满足不同环境和需求的双光子荧光探针分子数量依然很少,这严重限制了双光子荧光显微成像的发展与应用。因此,迫切需要研发设计创新型、性质优良的双光子荧光探针分子来满足各种目标物的识别需求。本论文从理论化学的角度,利用量子化学计算方法,首次针对生命有毒重金属汞离子（Hg2+）、钯离子（Pd2+）和重要生物β-半乳糖苷酶（β-Gal）、细胞色素P450酶（CYP1A）系统的设计和研究了化学反应型分子内电荷转移机制的的双光子荧光探针分子及其相应的产物分子。致力于揭示影响双光子荧光染料分子的... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：193 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

单光子吸收和双光子吸收及其荧光发射过程示意图

图 1.2 双光子吸收材料的广泛应用光子荧光显微光子荧光显微是结合了双光子激发技术和激光扫描共聚焦显微，脱颖而出的一像技术。2014 年，Stefan Hell、Eric Betzig 和 William Moerner 凭借超高分辨率技术的实现获得了诺贝尔化学奖，这一重大科学事件标志着双光子荧光显微技生物神经认知学方面将迈入一个新时代。与传统的单光子显微成像比较而言，光显微成像有诸多应用优势，比如：（1）只有在交点处的光强可以产生 TPA学特性大大提高了成像的高分辨率，并能实现局域成像；（2）分子的 TPA 激在 OPA 波长两倍的红外光区域，如此长的激发波长对活体样本组织的光损伤极小，并可达到组织深层成像；（3）激发和发射波长差较大，便于滤波探测等动力学疗法动力学疗法（PDT）是光治疗的手段之一，即，通过光激发用光敏剂产生的细

第一章 绪论荧光分子在光激发的情况下，会通过吸收光子发生多种跃迁类型，比如从基态 S0到 S1或更高更复杂的激发态。众所周知，每个激发态都是不稳定的状态，激发态再以非辐射或辐射跃迁的形式退回到基态或较低的激发态。当辐射跃迁发生在多重同的单电子态间的时候，表现出荧光现象，如 S1→S0跃迁，大多数有机发光材料光都源于此物理过程；当辐射跃迁来自多重度不同的电子态间时，表现出磷光，→S0跃迁，多数磷光材料发光源于此物理过程。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于咔唑的双光子荧光次氯酸根探针光学性质及响应机理[J]. 王昕,张玉瑾,王传奎.  物理化学学报. 2016(12)
[2]Promoting-mode free formalism for excited state radiationless decay process with Duschinsky rotation effect[J]. NIU YingLi1, PENG Qian1 & SHUAI ZhiGang2,11 Key Laboratory of Organic Solids, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS), Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2 Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, China.  Science in China（Series B:Chemistry）. 2008(12)



本文编号：2952899