具有聚集诱导发光特性荧光探针的合成及应用
发布时间：2022-02-22 01:19
荧光生物成像由于其高灵敏度、良好的时空分辨率、无创性、快速和实时响应性以及轻便的可获得性,被认为是生物研究中不可或缺的技术。其中,荧光探针因其特异性强、灵敏度高、响应快、技术简单等优点,在荧光成像技术中起着关键作用。聚集诱导发光（aggregation-induced emission,AIE）分子表现出独特的现象,即分子溶解于溶液中时不发光或发光很弱,但在聚集/团簇态条件下具有高效发光特性。基于此,具有AIE的特性的荧光探针常常表现出在自发聚集或与分析物结合条件下荧光开启特性,具有高灵敏度和优异的信噪比。因此,基于AIE这种独特光学特性的荧光探针在荧光生物成像方面展现出极大的应用潜力。然而由于大部分的的荧光探针都是有机分子,不具有良好的生物相容性,在水中容易发生聚集,不利于检测和成像研究,而同时具有较高的特异性靶向能力或响应能力的探针更是稀少。本论文基于AIE材料,设计合成了一系列具有特异性靶向和响应的聚集诱导发光性质的荧光探针,并利用它们进行生物成像和传感研究。具体如下:1.利用9,10-二苯乙烯基蒽作为发光主体,通过与可以靶向磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3（GPC-3）的多肽L5偶联,合...
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
具有AIE性质的硅杂环戊二烯衍生物的分子结构
吉林大学硕士毕业论文4理发光性质方面有一些共同的地方：在良溶剂或者含水量比较低时，基本上不会发光或者荧光很微弱；在含水量达到中等时，溶液的荧光强度会随着含水量的增加而逐渐增强，并且荧光开始发生红移，在紫外吸收光谱上就会表现为吸收峰的峰尾会延长，说明了分子在这种条件下发生了聚集。1.2.1.2取代基乙烯类发光分子图1.2.具有AIE性质的取代基乙烯衍生物的分子结构2002年，S.Y.Park研究组报道了苯乙烯的氰基取代衍生物（6,7），这些衍生物表现出很好的AIE性质[20]。随后，四苯乙烯（TPE）这种AIE明星分子也被研发出来，图1.2.列出了一系列TPE分子及其衍生物，四苯乙烯类分子聚集诱导现象明显，合成步骤简单产率较高，关键是具有较多的修饰位点，易于进行官能团的修饰，且光稳定性好，被广泛应用于化学检测和生物检测领域[21-23]。香港科技大学TangB.Z研究组在四本基乙烯分子上做了大量的研究。TPE其在乙腈溶剂中溶解后基本不发光，当大量加入其不良溶剂水时，由于分子的聚集，溶液的荧光强度会逐渐增强。TPE的合成简单，易于修饰，产物结构稳定，溶解性较好等优异的特性，使其在荧光探针领域大放特彩，被用来检测生物大分子、金属离子、溶液pH、以及细胞成像、活体成像等等，受到广大的科研人员的关注，有关的TPE衍生物报告越来越多[24-27]。
第一章前言51.2.1.39,10-二苯乙烯基蒽类发光分子图1.3.具有AIE性质的9,10-二苯乙烯蒽衍生物的分子结构图1.3.所示是以典型的AIE分子DSA（9,10-二苯乙烯蒽）为核心的化合物[28-31]，由吉林大学田文晶研究组设计合成，这种分子在良溶剂中几乎没有荧光，但是在不良溶剂或者聚集态时具有较强的荧光[32-35]。一般认为DSA类分子AIE性质产生的原因是：蒽这个核心单元与旁边连接在一起的乙烯取代基不在同一个平面内，具有一定的扭曲角度，在溶液中由于分子处于单分子状态，在受到光的激发后，旁边的乙烯取代基可以通过自由转动来抵消掉激发后的辐射跃迁能量；而在分子的聚集态中由于分子间的相互作用蒽核旁边的乙烯取代基被固定在一定的角度平面内，取代基并不能自由转动，因此分子受到激发后的辐射跃迁能量将主要以光的形式或者其他形式释放出来，就产生了荧光。另外Tian研究组在DSA的基础上合成了一系列的小分子，可以用来做生物荧光探针，检测生物大分子、金属离子、溶液pH等等，这种分子还可以被设计合成为具有AIE性质的寡聚物，进行自组装研究。也可以将其连接到聚合物链上，制成具有高荧光效率的纳米粒子并用于生物成像。在材料研究方面由于有很好的机械变色等刺激响应被各个研究组关注。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Boosting the photodynamic therapy efficiency with a mitochondria-targeted nanophotosensitizer[J]. Limin Yang,Peng Gao,Yuanlei Huang,Xiao Lu,Qian Chang,Wei Pan,Na Li,Bo Tang. Chinese Chemical Letters. 2019(06)
[2]Precise nanomedicine for intelligent therapy of cancer[J]. Huabing Chen,Zhanjun Gu,Hongwei An,Chunying Chen,Jie Chen,Ran Cui,Siqin Chen,Weihai Chen,Xuesi Chen,Xiaoyuan Chen,Zhuo Chen,Baoquan Ding,Qian Dong,Qin Fan,Ting Fu,Dayong Hou,Qiao Jiang,Hengte Ke,Xiqun Jiang,Gang Liu,Suping Li,Tianyu Li,Zhuang Liu,Guangjun Nie,Muhammad Ovais,Daiwen Pang,Nasha Qiu,Youqing Shen,Huayu Tian,Chao Wang,Hao Wang,Ziqi Wang,Huaping Xu,Jiang-Fei Xu,Xiangliang Yang,Shuang Zhu,Xianchuang Zheng,Xianzheng Zhang,Yanbing Zhao,Weihong Tan,Xi Zhang,Yuliang Zhao. Science China（Chemistry）. 2018(12)
[3]Galactose functionalized diketopyrrolopyrrole as NIR fluorescent probes for lectin detection and Hep G2 cell targeting based on aggregation-induced emission mechanism[J]. YANDi Hang,Xiaolei Cai,Jian Wang,Tao Jiang,Jianli Hua,Bin Liu. Science China（Chemistry）. 2018(08)
[4]A highly sensitive DNA-AIEgen-based “turn-on” fluorescence chemosensor for amplification analysis of Hg2+ ions in real samples and living cells[J]. Xiaowen Ou,Xiaoding Lou,Fan Xia. Science China（Chemistry）. 2017(05)
本文编号：3638399
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
具有AIE性质的硅杂环戊二烯衍生物的分子结构
吉林大学硕士毕业论文4理发光性质方面有一些共同的地方：在良溶剂或者含水量比较低时，基本上不会发光或者荧光很微弱；在含水量达到中等时，溶液的荧光强度会随着含水量的增加而逐渐增强，并且荧光开始发生红移，在紫外吸收光谱上就会表现为吸收峰的峰尾会延长，说明了分子在这种条件下发生了聚集。1.2.1.2取代基乙烯类发光分子图1.2.具有AIE性质的取代基乙烯衍生物的分子结构2002年，S.Y.Park研究组报道了苯乙烯的氰基取代衍生物（6,7），这些衍生物表现出很好的AIE性质[20]。随后，四苯乙烯（TPE）这种AIE明星分子也被研发出来，图1.2.列出了一系列TPE分子及其衍生物，四苯乙烯类分子聚集诱导现象明显，合成步骤简单产率较高，关键是具有较多的修饰位点，易于进行官能团的修饰，且光稳定性好，被广泛应用于化学检测和生物检测领域[21-23]。香港科技大学TangB.Z研究组在四本基乙烯分子上做了大量的研究。TPE其在乙腈溶剂中溶解后基本不发光，当大量加入其不良溶剂水时，由于分子的聚集，溶液的荧光强度会逐渐增强。TPE的合成简单，易于修饰，产物结构稳定，溶解性较好等优异的特性，使其在荧光探针领域大放特彩，被用来检测生物大分子、金属离子、溶液pH、以及细胞成像、活体成像等等，受到广大的科研人员的关注，有关的TPE衍生物报告越来越多[24-27]。
第一章前言51.2.1.39,10-二苯乙烯基蒽类发光分子图1.3.具有AIE性质的9,10-二苯乙烯蒽衍生物的分子结构图1.3.所示是以典型的AIE分子DSA（9,10-二苯乙烯蒽）为核心的化合物[28-31]，由吉林大学田文晶研究组设计合成，这种分子在良溶剂中几乎没有荧光，但是在不良溶剂或者聚集态时具有较强的荧光[32-35]。一般认为DSA类分子AIE性质产生的原因是：蒽这个核心单元与旁边连接在一起的乙烯取代基不在同一个平面内，具有一定的扭曲角度，在溶液中由于分子处于单分子状态，在受到光的激发后，旁边的乙烯取代基可以通过自由转动来抵消掉激发后的辐射跃迁能量；而在分子的聚集态中由于分子间的相互作用蒽核旁边的乙烯取代基被固定在一定的角度平面内，取代基并不能自由转动，因此分子受到激发后的辐射跃迁能量将主要以光的形式或者其他形式释放出来，就产生了荧光。另外Tian研究组在DSA的基础上合成了一系列的小分子，可以用来做生物荧光探针，检测生物大分子、金属离子、溶液pH等等，这种分子还可以被设计合成为具有AIE性质的寡聚物，进行自组装研究。也可以将其连接到聚合物链上，制成具有高荧光效率的纳米粒子并用于生物成像。在材料研究方面由于有很好的机械变色等刺激响应被各个研究组关注。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Boosting the photodynamic therapy efficiency with a mitochondria-targeted nanophotosensitizer[J]. Limin Yang,Peng Gao,Yuanlei Huang,Xiao Lu,Qian Chang,Wei Pan,Na Li,Bo Tang. Chinese Chemical Letters. 2019(06)
[2]Precise nanomedicine for intelligent therapy of cancer[J]. Huabing Chen,Zhanjun Gu,Hongwei An,Chunying Chen,Jie Chen,Ran Cui,Siqin Chen,Weihai Chen,Xuesi Chen,Xiaoyuan Chen,Zhuo Chen,Baoquan Ding,Qian Dong,Qin Fan,Ting Fu,Dayong Hou,Qiao Jiang,Hengte Ke,Xiqun Jiang,Gang Liu,Suping Li,Tianyu Li,Zhuang Liu,Guangjun Nie,Muhammad Ovais,Daiwen Pang,Nasha Qiu,Youqing Shen,Huayu Tian,Chao Wang,Hao Wang,Ziqi Wang,Huaping Xu,Jiang-Fei Xu,Xiangliang Yang,Shuang Zhu,Xianchuang Zheng,Xianzheng Zhang,Yanbing Zhao,Weihong Tan,Xi Zhang,Yuliang Zhao. Science China（Chemistry）. 2018(12)
[3]Galactose functionalized diketopyrrolopyrrole as NIR fluorescent probes for lectin detection and Hep G2 cell targeting based on aggregation-induced emission mechanism[J]. YANDi Hang,Xiaolei Cai,Jian Wang,Tao Jiang,Jianli Hua,Bin Liu. Science China（Chemistry）. 2018(08)
[4]A highly sensitive DNA-AIEgen-based “turn-on” fluorescence chemosensor for amplification analysis of Hg2+ ions in real samples and living cells[J]. Xiaowen Ou,Xiaoding Lou,Fan Xia. Science China（Chemistry）. 2017(05)
本文编号：3638399
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