荧光增强型次氯酸和氰离子探针的研究

发布时间：2021-08-01 00:33

　　本论文主要致力于氰离子和次氯酸根离子的小分子化学荧光传感器研究。首先阐述了氰离子、次氯酸根离子在人体细胞中的生理作用,检测这两种离子的意义,简要说明了荧光增强型识别的优势,概述了近年来不同传感机制下检测氰离子、次氯酸根离子的发展现状。设计合成了三类具有良好识别性质和生物兼容性的荧光探针,研究了它们的光物理性质,识别性质,并对识别机理以及在细胞水平的生物成像效果进行了探究。（1）吡啶盐类衍生物1-4（2）希夫碱类衍生物5-8（3）荧光素类衍生物9和10吡啶盐类衍生物体系中,利用核磁共振H谱、C谱和高分辨质谱对所得到的化合物1进行了表征,经过滴定实验和选择性实验发现化合物1对氰离子具有特异性识别效果,可以在VTHF/VPBS=4/1的溶剂环境下对氰离子以比色比率的方式进行识别。此外,化合物1可以实现在木薯细胞以及PC12细胞中对内源性氰离子的识别。化合物3和4在纯有机溶剂中可以识别氰离子,但对亚硫酸氰根的识别效果更好。随后着重研究了化合物3和4的亚硫酸氰根识别性质,并且分析探讨了化合物4比化合物3响应灵敏的原因,通过质谱滴定合理推断了化合物3识别亚硫酸氢根的机理是迈克尔加成机理。希夫碱类衍... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

荧光探针的结构示意图

济南大学硕士学位论文3加成产物(图1.2)。图1.2化合物1和2的结构式以及化合物1的识别机理Long的小组报告了一种化合物3[45]，用于检测内源性氰离子并且经历一步4位香豆素中间体。由于从香豆素基团到吡啶乙烯基酮的ICT过程，使得化合物的荧光量子产率较低(Φ3=0.008)。氰离子诱导的红色荧光出现在约615nm。根据上述提到的通过香豆素4位上的氢取代氰离子进行反应的机理。1HNMR和13CNMR以及质谱都支持3-CN作为最终化合物的结构。并且表明不需要氢化物消除的替代反应机理将更有可能(图1.3)。图1.3化合物3的识别机理1.3.2氰离子与共轭连接桥中C=C/C=N键的亲核加成带有与香豆素核共轭的极化的C=C或C=N键的香豆素衍生物也容易受到亲核攻击。氰离子可以添加到这些极化的C=C或C=N键中，诱导共轭的中断，因此，加成后的化合物主要表现出香豆素基团的性质。Zhang的小组描述了一种香豆素-硝基苯共轭探针4[46]，当在含有50％乙腈的水介质中添加氰离子时，其吸光度光谱(A349/A443)发生比例变化。由于破坏了涉及共轭硝基苯基的ICT过程，荧光光谱在410nm处显示了10倍的荧光增强。此外，该探针在存在竞争性阴离子物质的情况下显示出非常高的选择性(图1.4)。

济南大学硕士学位论文3加成产物(图1.2)。图1.2化合物1和2的结构式以及化合物1的识别机理Long的小组报告了一种化合物3[45]，用于检测内源性氰离子并且经历一步4位香豆素中间体。由于从香豆素基团到吡啶乙烯基酮的ICT过程，使得化合物的荧光量子产率较低(Φ3=0.008)。氰离子诱导的红色荧光出现在约615nm。根据上述提到的通过香豆素4位上的氢取代氰离子进行反应的机理。1HNMR和13CNMR以及质谱都支持3-CN作为最终化合物的结构。并且表明不需要氢化物消除的替代反应机理将更有可能(图1.3)。图1.3化合物3的识别机理1.3.2氰离子与共轭连接桥中C=C/C=N键的亲核加成带有与香豆素核共轭的极化的C=C或C=N键的香豆素衍生物也容易受到亲核攻击。氰离子可以添加到这些极化的C=C或C=N键中，诱导共轭的中断，因此，加成后的化合物主要表现出香豆素基团的性质。Zhang的小组描述了一种香豆素-硝基苯共轭探针4[46]，当在含有50％乙腈的水介质中添加氰离子时，其吸光度光谱(A349/A443)发生比例变化。由于破坏了涉及共轭硝基苯基的ICT过程，荧光光谱在410nm处显示了10倍的荧光增强。此外，该探针在存在竞争性阴离子物质的情况下显示出非常高的选择性(图1.4)。


本文编号：3314484