几种新型荧光探针的设计、合成与应用研究

发布时间：2022-02-28 21:23

　　新型荧光探针的设计与应用受到国内外研究者的高度关注,属于相关领域的研究热点。我们利用分子内电荷转移（ICT）原理设计、合成几种有机小分子荧光探针,并成功将其应用于离子检测和细胞成像。另外,利用氮、磷等原子掺杂原理,成功制备多种性能优异的碳量子点,研究其在离子检测、细胞成像和基因载体等领域的潜在应用。具体研究内容包括以下部分:（1）有机荧光探针在环境检测方面有很大的应用前景,而氰化物这种物质广泛的应用于工业生产中。目前检测氰化物的有机探针存在专一性较差、非近红外发射、细胞毒性较大的缺点,很难实现临床应用。为了解决这些问题,我们通过Michael加成构筑了基于芘-苯并噻唑季铵盐和苯并吡喃-苯并噻唑季铵盐的红色荧光探针L1和L2,探针分子在“D-π-A”模式下实现了对CN-的可视化检测。研究表明:探针L1和L2通过C=N双键的亲核加成反应实现CN-高选择性的双通道检测,检测过程其实是CN-与C=N双键发生亲核加成反应后破坏了探针分子的共轭体系并导致探针分子内电荷转移中断,从而引起溶液颜色和光谱的变化,该机理已得到1H NMR以及HRMS的证明。L1和L2对CN-的最低检测限分别为0.28μm... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省211工程院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 荧光探针的分类
        1.1.1 有机小分子荧光探针
        1.1.2 蛋白荧光探针
        1.1.3 纳米荧光探针
    1.2 荧光探针设计原理
        1.2.1 分子内电荷转移机制
        1.2.2 光诱导电子转移机制
        1.2.3 荧光共振能量转移机制
        1.2.4 激发态分子内质子转移机制
    1.3 荧光探针的应用
        1.3.1 有机小分子荧光探针的应用
        1.3.2 纳米荧光探针的应用
    1.4 论文的研究目的及主要研究内容
2 用于氰根检测的红色荧光探针设计与细胞成像研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与溶剂
        2.2.2 测试与分析仪器
        2.2.3 苯并噻唑季铵盐荧光探针的合成
        2.2.4 探针分子对阴离子的识别性能研究
        2.2.5 细胞毒性和成像实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 探针分子识别性能研究
        2.3.2 探针分子识别机理研究
        2.3.3 探针分子细胞成像应用
        2.3.4 探针分子试纸检测应用
    2.4 本章小结
3 基于索拉胶多糖构建荧光猝灭型氮掺杂碳量子点Ag~+探针
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料与仪器
        3.2.2 双氰胺掺杂的碳量子点的制备
        3.2.3 形貌表征
        3.2.4 荧光光谱表征
        3.2.5 组成和结构表征
        3.2.6 荧光量子产率的测定
        3.2.7 细胞毒性考察
        3.2.8 细胞成像
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 碳量子点N-CDs的制备
        3.3.2 碳量子点的形貌表征
        3.3.3 碳量子点的结构表征
        3.3.4 碳量子点的光学性质表征
        3.3.5 碳量子点对Ag~+的检测
        3.3.6 N-CDs细胞成像应用
    3.4 本章小结
4 基于芳环胺构建荧光猝灭型氮掺杂碳量子点Ag~+探针
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料与仪器
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 碳量子点N-CDs的制备
        4.3.2 碳量子点的形貌表征
        4.3.3 碳量子点的结构表征
        4.3.4 碳量子点的光学性质表征
        4.3.5 碳量子点对Ag~+的检测
    4.4 本章小结
5 氮、磷共掺杂碳量子点的制备及细胞成像研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 原料与仪器
        5.2.2 氮、磷共掺杂碳量子点的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 碳量子点的形貌表征
        5.3.2 碳量子点的结构表征
        5.3.3 碳量子点的光学性质表征
        5.3.4 碳量子点对Fe~(3+)的检测
        5.3.5 DAP-CDs的细胞成像应用
    5.4 本章小结
6 一锅法合成氮掺杂碳量子点及其作为基因载体的研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 原料与仪器
        6.2.2 PEI-GT-CDs的制备
        6.2.3 pEGFP质粒转化E.coli
        6.2.4 大量pEGFP质粒的制备
        6.2.5 PEI-GT-CDs/DNA复合物的制备
        6.2.6 PEI-GT-CDs/DNA复合物的粒径和电势测定
        6.2.7 电泳阻滞实验
        6.2.8 细胞毒性实验
        6.2.9 转染实验
        6.2.10 流式细胞仪评价转染效率
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 碳量子点的形貌表征
        6.3.2 碳量子点的结构表征
        6.3.3 碳量子点的光学性质表征
        6.3.4 转染复合物粒径和电势的测定
        6.3.5 琼脂糖凝胶电泳实验
        6.3.6 细胞转染实验
        6.3.7 细胞毒性实验
    6.4 本章小结
7 结论
    7.1 主要结论
    7.2 本课题创新点
    7.3 本课题的发展趋势
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]绿色荧光蛋白[J]. 马金石.  化学通报. 2009(03)



本文编号：3645607