磷光铱配合物的设计、合成、光物理性质及其在金属阳离子检测中的应用研究

发布时间：2020-08-21 15:26

【摘要】：金属离子在各类生理活动中均起着重要作用。因此想要清晰地了解金属离子在体内的作用机制,需要对其进行实时的动态标记以及定位追踪。不过许多荧光探针存在着光漂白、荧光寿命短、量子效率低等问题,而磷光过渡金属配合物具有较长的磷光发射寿命、很好的光稳定性、易调谐的发射波长和高的发光效率等诸多优异的光物理性质。本文旨在将金属离子检测基团和磷光金属铱(Ⅲ)配合物相结合,发挥过渡金属配合物自身的优势,设计合成一种用于检测金属离子的荧光探针。此外,我们改变如今传统铱(Ⅲ)配合物的固有合成方法,引入一种新的环金属配体,合成杂配二氯桥后,再与辅助配体结合,得到新型的具有三种不同配体的铱(Ⅲ)配合物,并与传统结构的配合物进行分析对比,研究它们的光物理性质及可能的应用。主要内容如下:(1)以生物相容性较好的类香豆素结构作为金属离子结合基团,以2-苯基喹啉作为铱(Ⅲ)配合物的主配体,设计合成了一种能够检测三价铁离子(Fe~(3+))的荧光探针Ir(pqu)_2OC。作为金属离子探针,它具有铱(Ⅲ)配合物优异的光物理性质,同时表现了对Fe~(3+)较高的选择性,在探针与铁离子结合时,吸收强度随着铁离子浓度的增加而上升,发射强度出现了较为明显的下降,磷光寿命也显著降低,其他的一些金属离子没有此种现象,因此探针能够实现对Fe~(3+)的特异性检测。采用类香豆素结构和较低的毒性也使其在细胞成像方面具有一定的优势。(2)利用近几年报道的一种新的合成方法,设计并合成了两种发射在橙红光区域的具有三种不同配体的磷光金属铱(Ⅲ)配合物及两种参比配合物。相较于传统方法合成的配合物,此方法在合成二聚体时做了改变,通过添加两种不同的环金属配体,得到了几种混合的二聚体,再加入乙酰丙酮合成不很稳定的配合物,利用极性的差异,分离提纯出以乙酰丙酮作为辅助配体的三种不同配体的铱(Ⅲ)配合物。随后加入酸解离掉乙酰丙酮部分,再用纯的二聚体与另一种辅助配体结合,得到目标产物。我们主要分析三种不同配体配合物与传统配合物在光物理性质方面的区别,为得到更高效的红光铱(Ⅲ)配合物提供一种可行的方式。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q503;O641.4;O657.3
【图文】：

电大学专业学位硕士研究生学位论文 第一章 绪近几十倍。钾浓度的过量不平衡与许多疾病，如阿兹海默症（AD），厌食症，心脏病均密切相关。目前已经开发了许多用于 K+检测的荧光探针，其中的 TAC 结构基团（K+）显示出了较高的选择性，而对其他一些相近离子的选择性不高，是目前用于K+）的选择结合最好的螯合官能团。TAC 结构首先是由 He 等人在 2003 年首次报 1.1 中的聚合物结构 3 便是基于 PET 机制设计的用于测量细胞外（血清中）的钾离含量，它响应迅速且过程可逆，具有很高的灵敏性。

南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第一章 绪论电子特性将受到限制，这将导致吸收和发射光谱蓝移。由于 OXD-BAPTA 的酯类结构更容易渗透细胞膜并有相应的酯酶水解，因此采用 OXD-BAPTA-酯进入细胞会有更好的可溶性并为共聚焦显微成像原位观察细胞内 Ca2+信号变化提供便利。逐渐加入 Ca2+（0.0-11.1 M）至 10.0 M 浓度的 OXD-BAPTA 溶液中，原有的 305 nm 和 380 nm 处的荧光强度减弱，并向 350 nm处偏移，溶液从橙色变为微弱的黄绿色（如图 1.2 所示）。

图 1.3 基于 6-氨基-2-恶唑基苯并呋喃基团的增强型比率金属离子探针结构[26]文中这类增强型 Mag-fura-2 类似物，用硫或硒元素取代荧光团中的氧原子后，使得探针的激发和发射波长显著红移以及增加了斯托克斯位移，改进受体结构，所得化合物在水中的发射波长超过 600 nm（与原有结构的 491 nm 发射相比）。通过对结合 Mg2+前后各状态的计算，提出了对 Mag-fura-2 等类似结构在无金属和金属束缚态一些特征转换性质的见解，即金属配位降低了荧光团氮原子上孤对的可用性，导致 π-π*特征的局部激发态产生变化和吸收及发射波长的蓝移。这为探针在结合金属离子前后如何影响激发态的性质以及化学修饰如何影响化合物的吸收和发射波长提供了思路。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 俞亚东;黄晓春;;四核铜卤簇的光物理性质及其理论研究进展[J];汕头大学学报(自然科学版);2016年04期

2 张先付，许慧君;取代锌酞菁的合成及光物理性质[J];高等学校化学学报;1994年06期

3 邢波;;饱和环状多官能团胺的结构对其光物理性质的影响[J];现代科学仪器;2008年03期

4 曹凤霞;曹笃霞;王玉洪;李国忠;;两个D-π-A型查耳酮类染料的光物理性质[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年04期

5 周家宏;吴平;张正垠;魏怀鑫;张强;赵鑫;;具有A-π-D-π-A结构的咔唑衍生物的合成及其光物理性质[J];化学世界;2019年12期

6 刘剑波,赵福群,赵瑜,张复实,唐应武,宋心琦,周福添;空心酞菁光物理性质的取代基效应(英文)[J];物理化学学报;1996年06期

7 吴丽荣;黄丽英;林振华;;四-(三氟乙烷氧基)酞菁锗的光物理性质研究[J];中国现代应用药学;2012年07期

8 郭丰启,孙文芳,谢洁,王夺元;不对称五氮齿镉和铟大环配合物的合成及其光物理性质研究[J];感光科学与光化学;1998年02期

9 冯玉玲,孙京国,张之佩;新型氮杂2-β萘基苯并VA唑分子设计与光物理性质的研究[J];分子科学学报;2002年02期

10 张慧娟,冯娟,孙照勇,艾希成,张建平,张兴康,虞忠衡,韩士田,刘彦钦,吴银素;苯环上氯原子的不同取代位置对四苯基锌卟啉-酪氨酸光物理性质的影响[J];高等学校化学学报;2003年11期

相关会议论文 前10条

1 王刚;赵珂如;常兴茂;丁立平;房喻;;一种基于芘和傒的高效能量转移体系的构建及光物理性质[A];第十三届全国光化学学术讨论会论文集[C];2013年

2 王潜;李沙瑜;何黎明;李秀平;钱妍;孙文豪;杨国强;;高压下二氰乙烯基芳香化合物光物理性质研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（下册）[C];2006年

3 卢然;刘兴亮;战勇;徐庭华;;齐聚咔唑功能化的卟啉/亚卟啉的合成与光物理性质[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

4 张媛红;张慧萍;付文甫;林勇跃;;一个含有高度共轭配体的铂(Ⅱ)配合物的结构和光物理性质(英文)[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（下册）[C];2006年

5 张水英;倪文秀;李丹;;吡唑混金银簇的设计合成及其光物理性质的研究[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十六分会：晶体工程[C];2016年

6 靳俊玲;吴水星;苏忠民;;新型氟硼二吡咯二聚物光物理性质的理论研究[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年

7 单旭峰;王天宇;李沙瑜;付立民;杨国强;马金石;;二苯基-2,3-二羟基卟吩和二苯基卟吩的光物理性质[A];第八届全国发光分析暨动力学分析学术研讨会论文集[C];2005年

8 李明瑶;刘春宇;潘秀梅;;Pentabenzotriazasmaragdyrins光物理性质的密度泛函研究[A];第十三届全国量子化学会议论文集——第一分会：电子结构理论与计算方法[C];2017年

9 刘兴亮;战勇;卢然;;齐聚咔唑为臂的星型亚卟啉的合成与光物理性质研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

10 李小英;吴立新;任咏华;;咔唑衍生物的合成、自组装及其光物理性质[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第2分会：溶液中的聚集与分子组装[C];2013年

相关博士学位论文 前10条

1 郭颂;光功能离子型铱配合物的设计、合成及其应用研究[D];南京邮电大学;2017年

2 吴宏伟;多硫类芳香化合物的光物理性质及其超分子自组装研究[D];上海交通大学;2017年

3 段璎宸;具有AIE及TADF性质的含杂环有机小分子光物理性质的理论研究[D];东北师范大学;2019年

4 陈莹;D-π-A型有机聚合物光物理性质的超快光谱研究[D];吉林大学;2019年

5 高洪成;基于BODIPY和B-N配位螯合物的发光材料的设计合成及光物理性质研究[D];华南理工大学;2018年

6 阚玉和;螺旋结构有机/有机金属配合物电子和光物理性质的理论研究[D];东北师范大学;2005年

7 包春燕;小分子有机凝胶剂的合成、组装及光物理性质研究[D];吉林大学;2006年

8 黄艳琴;阳离子型水溶性聚芳撑乙炔的合成、表征与光物理性质研究[D];复旦大学;2006年

9 陈勇;1，8-萘啶衍生物及其d～（10）金属配合物：合成、结构及光物理性质[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2007年

10 张俊峰;P，N类配体与d～8，d～（10）金属配合物的合成，结构与光物理性质研究[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 徐钦;三维环合靛蓝衍生物的合成及光电性质[D];沈阳化工大学;2019年

2 刘丽艳;几种有机杂环氢键体系光物理性质的理论研究[D];大连理工大学;2019年

3 党灿;黄素衍生物及黄素修饰的钌(Ⅱ)配合物光物理性质的理论研究[D];大连理工大学;2019年

4 王叶茂;磷光铱配合物的设计、合成、光物理性质及其在金属阳离子检测中的应用研究[D];南京邮电大学;2019年

5 孙亚彤;良好固态光学性能小分子荧光材料合成及传感性能研究[D];济南大学;2019年

6 魏青云;尿嘧啶功能化发光材料的合成与性质研究[D];长春理工大学;2019年

7 马玉清;氰基二苯乙烯功能化吡咯并[3,2-b]吡咯衍生物的合成与光物理性质[D];安徽大学;2019年

8 孙立亚;铂(Ⅱ)/铱(Ⅲ)配合物的合成及其性质探究[D];天津理工大学;2019年

9 王凡;基于AIEE和ESIPT机理的荧光染料分子的合成与性质研究[D];天津理工大学;2019年

10 钟睿;多中心卟啉衍生物的合成和光物理性质的研究[D];厦门大学;2018年

本文编号：2799549