【正文】 孫老師對整個論文工作投入了大量心血，他的悉心指導(dǎo)和熱忱關(guān)懷促使我順利完成論文，在此，向?qū)O老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。這導(dǎo)致了整個探針分子具有一定的偶極性質(zhì)?！』衔?b的光譜解析及對金屬離子的識別 化合物 b在不同溶劑中的紫外及熒光光譜圖 3圖 35 分別為化合物 b 在不同溶劑中的紫外可見吸收光譜和熒光光譜，表 33 為相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)表。三、　結(jié)果與討論　化合物 a的光譜解析及對金屬離子的識別 化合物 a在不同溶劑中的紫外及熒光光譜圖 3圖 32 分別為化合物 a 在不同溶劑中的紫外可見吸收光譜和熒光光譜，表 31 為相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)表。CDCl3。在 17相對 Ca2+而言，它們對 Mg2+有較高的選擇性，將它們在PC12 活細(xì)胞中進(jìn)行 Mg2+熒光成像，結(jié)果表明 Mg2+主要分布在細(xì)胞質(zhì)部分(強(qiáng)熒光)而不是細(xì)胞核部分(弱熒光)，這些均是 Mg2+與香豆素 β二酮部分強(qiáng)烈結(jié)合的結(jié)果 [26]。當(dāng)加入 Hg2+，9 在波長 561 nm 處顯示一個新的最大吸收峰(λ=10 5 M1cm1）。1 在過量的 EDTA 中，提取任意一種潛在的干擾離子，量子效率為 （λ=524 nm），而加入 Zn2+后則使量子效率增大 33 倍至（λ=524 nm），光譜藍(lán)移。熒光分子探針在對客體的分析和檢測中有一些突出的優(yōu)點(diǎn)，通過熒光強(qiáng)度的變化可以直觀地體現(xiàn)客體的存在；它具有高的靈敏度，甚至單個分子也能被檢測到；熒光傳感測量法是非侵入性的，對樣品不具破壞性；同時具有高的選擇性，能在微米水平上檢測離子。識別事件的信號可通過分子器件以光的形式表達(dá)出來，熒光分子探針 (fluorescent sensor) 就是一類能將分子識別事件通過熒光信號有效表達(dá)的分子，是這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn) [2]。所謂分子識別是指分子之間 (主體與客體或稱之為受體與底物) 靠非共價鍵力的選擇性結(jié)合并產(chǎn)生某種特定功能的過程。圖11 發(fā)光系統(tǒng)的Jablonski 圖 Jablonski diagram for a photoluminescent system　熒光分子探針的結(jié)構(gòu)特征典型的熒光分子探針通常由三個部分組成，即 (1) 接受體 (receptor) 或稱控制單元部分，它主要用于特異性地結(jié)合客體，同時它能夠通過外在的參數(shù)來可逆地調(diào)控開、關(guān)狀態(tài)；(2) 熒光團(tuán) (fluorophore) 部分，專管光能的吸收和熒光的發(fā)射，起著信號傳導(dǎo)作用，當(dāng)分析物質(zhì)與受體作用后，導(dǎo)致熒光團(tuán)光物理性質(zhì) (熒光強(qiáng)度、量子產(chǎn)率和熒光壽命等) 變化 [8]，用以發(fā)出信號指示底物已被捕獲；(3) 連接體或隔離基 (spacer) 用以連接接受體和熒光團(tuán)。 NOO OOOONC4H9 NHHNOONN 1 2郭祥峰等 [14]設(shè)計合成了 N丁基4(氮雜15冠5)1,8萘酰亞胺，即化合物1在二氯甲烷溶液中可選擇性識別Li ＋ 和Na ＋ ，在Li ＋ 和Na ＋ 加入后，無論是熒光光譜還是吸收光譜都出現(xiàn)了顯著藍(lán)移，而K ＋ 和Mg 2＋ 對其的光譜沒有明顯影響。 NBNNNFFN BNOF NOOOOOF7 8羅丹明類化合物是以氧雜蒽為母體染料，基于它們優(yōu)秀的光學(xué)性質(zhì)如光穩(wěn)定性好、對pH不敏感、較寬的波長范圍和較高的熒光量子產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)廣泛被用作分子探針和傳感器應(yīng)用于復(fù)雜的生物體系的研究 [21]。這可解釋為在 11在 17 中形成了以苯胺兩個富電子 N 原子為電子供體而羰基和苯并噻唑為電子受體的 ICT 體系。APIES MS positive:m/z [M+H +]=, [M+ Na+]=. 化合物 b的合成與表征在 500mL 三頸燒瓶中，依次加入 ()4氮氮二乙胺基水楊醛、 ()丙二酸二乙酯、()六氫吡啶、45mL 甲苯、90mL 乙腈，氬氣保護(hù)下回流反應(yīng) 12h。Stokes位移按照式計算：ν A –ν F = (1/λ A 1/λ F )107 cm1其中：ν A，ν F 分別表示最大吸收頻率和最大發(fā)射頻率（用波數(shù)表示） ，λ A，λ F分別表示最大吸收波長和最大發(fā)射波長（用 nm 表示） 。另一方面，可能由于Ni2+、Co 2+的存在，與香豆素?zé)晒鈭F(tuán)之間還存在著電子和能量的轉(zhuǎn)移，因此使熒光發(fā)生了淬滅。當(dāng)化合物 b 與 Hg2+、Cu 2+絡(luò)合后，也就是受體上的雜原子的孤對電子被 Hg2+、Cu 2+俘獲，這時受體就不能夠提供電子轉(zhuǎn)入熒光團(tuán)因電子激發(fā)而空出的電子軌道，因此被激發(fā)的電子又可以直接躍遷回原基態(tài)軌道，從而熒光發(fā)生增強(qiáng)。致 謝在為期三個半月的畢業(yè)論文走向尾聲之際，飽含著興奮與激動的心情，我要感謝身邊所有幫助過我的人。感謝實(shí)驗室其他同學(xué)在實(shí)驗研究方面給予的支持，關(guān)心與幫助。另一方面，可能由于這些離子的存在，與香豆素?zé)晒鈭F(tuán)之間還存在著電子和能量的轉(zhuǎn)移，因此使熒光發(fā)生了淬滅。L1，激發(fā)波長 425nm）表 33 化合物 b 在不同溶劑中的光譜數(shù)據(jù)溶劑 ?abs(max, nm)?em(max, nm)ε(105?L?mol1?cm1)Δ max?(cm1) IFDMSO 429 482 methanol 426 acetonitrile 425 479 acetone 423 475 THF 421 474 由表中數(shù)據(jù)可知，化合物 b 在不同有機(jī)溶劑中的紫外及熒光光譜明顯不同。在 THF 溶劑中與在 DMSO 溶劑中相比較，化合物 a 的紫外吸收波長藍(lán)移約 10 nm，而熒光明顯增強(qiáng)，增強(qiáng) %。 1HNMR (400 MHz, DMSOd6): δ H (br,1H), (s,1H),(d,J=, 1H), (br,2H),(t, J=,2H), (t,J=,1H), (q,J=,1H), (d, J=,1H), (q,J=,4H), (t, J=,6H)。 　本論文研究的主要內(nèi)容近年來，以香豆素類為基礎(chǔ)的熒光分子探針逐漸成為一個新興的研究熱點(diǎn)。 Ca2+ 引起吸收光譜藍(lán)移 45 nm，熒光光譜藍(lán)移 5 nm；而 14在 561 nm 處，B 的吸光率隨著 Hg2+濃度升高而直線性上升。在中性 pH 值溶液中，熒光隨著吸收率的增加而增強(qiáng)。PET 熒光分子探針的具體工作過程如下：具有電子給予能力的識別基團(tuán)能夠?qū)⑵涮幱谧罡吣芗壍碾娮愚D(zhuǎn)入激發(fā)態(tài)熒光團(tuán)因電子激發(fā)而空出的電子軌道，使被光激發(fā)的電子無法直接躍遷回原基態(tài)軌道發(fā)射熒光，導(dǎo)致熒光團(tuán)的熒光淬滅；然而，當(dāng)識別基團(tuán)與客體結(jié)合后，降低了識別基團(tuán)的給電子能力，PET 過程被減弱或不再發(fā)生，使熒光團(tuán)的熒光發(fā)射增強(qiáng)?；谥骺腕w作用，利用主體對作為客體的待檢測物種的特異性作用可改變主體分子所連接發(fā)光體的微環(huán)境，通過發(fā)光體的熒光強(qiáng)度、熒光壽命、熒光光譜形狀和熒光偏振等變化作為熒光信號輸出，實(shí)現(xiàn)對客體分子的選擇性識別和測定 [3]。設(shè)計合成了兩種新型的香豆素類熒光分子探針：7N,N ， 二乙氨基香豆素3甲酰水楊醛腙（a）, 7N,N， 二乙氨基香豆素 3甲酰氨基苯硫脲（b） ，通過 1HNMR、MS 進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并研究了不同溶劑對其光譜性能的影響?；衔锬軌虍a(chǎn)生熒光的最基本的條件是它發(fā)生多重性不變的躍遷時所吸收的能量小于斷裂最弱的化學(xué)鍵所需要的能量。ICT 熒光分子探針的受體單元往往是推拉電子體系整體中的一部分，當(dāng)受體單元與客體結(jié)合時，會對熒光團(tuán)的推拉電子作用產(chǎn)生影響，或是減弱了分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，或是強(qiáng)化了電荷轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致熒光光譜的變化，如熒光發(fā)生藍(lán)移或紅移(如圖14 所示)。其原因可能由于BODIPY熒光團(tuán)的缺電子性減少了DPA叔氮原子的堿性；另外，識別體的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致明顯的原子之間的空間排斥，結(jié)構(gòu)進(jìn)一步扭曲，氫質(zhì)子難以靠近叔氮原子?？茖W(xué)家們常常用它們設(shè)計熒光分子探針的材料。 XOOHR2R1R3R4(X=O,N。CDCl3): (s,1H), (d,J=,1H) ,(q,1H),(d,J= ,1H), (q,2H), (q,4H), , (t,6H).在 100mL 三頸燒瓶中，加入 甲酸乙酯，然后滴加 水合肼，在室溫、氬氣保護(hù)下反應(yīng) 1 小時 10 分鐘，減壓抽濾，用無水乙醇洗滌 34 次，得黃綠色固體 2，真空干燥，產(chǎn)率：(%)。計算式如下：A=εcl，其中，A 代表吸收強(qiáng)度，ε 為摩爾消光系數(shù)，c 是化合物的濃度，l 為檢測用的石英池的厚度。這導(dǎo)致了整個探針分子具有一定的偶極性質(zhì)。L1，加入 20 倍金屬陽離子，激發(fā)波長 425nm)表 34 乙腈中化合物 b 對不同金屬離子識別的光譜數(shù)據(jù)?em (max, nm)IFa 482 a+ Na+ a+ K+ a+ Ca2+ 481 a+ Cd2+ 483 a+ Fe3+ 484 a+ Hg2+ a+ Zn2+ 484 a+ Cu2+ 502 a+ Fe2+ a+ Ni2+ 485 a+ Ag+ 482 a+ Pb2+ a+ Cr3+ a+ Mg2+ 482 a+ Co2+ 由乙腈中化合物 b 對不同金屬離子響應(yīng)的熒光光譜及表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)加入 Co2+后，最大熒光發(fā)射波長紅移 nm，并且熒光淬滅 %；加入Na+、K +、Ca 2+、Cd 2+、Fe 3+、Zn 2+、Fe 2+、Ni 2+、Ag +、Cr 3+、Mg 2+后，最大熒光發(fā)射波長沒有明顯變化，但熒光有不同程度的淬滅；加入Cd2+、Fe 3+、Zn 2+、Fe 2+、Ni 2+、Co 2+后，熒光淬滅分別為%，%，%，%，%，%；特別是加入 Ni2+后，熒光淬滅%；而加入 Hg2+、Cu 2+后，最大熒光發(fā)射波長分別紅移 nm 和 20 nm，熒光分別增強(qiáng)為 %倍和 %倍?？疾炝怂鼈儗饘匐x子的識別，在 DMSO/TrisHCl 緩沖溶液體系中和乙腈/TrisHCl 緩沖溶液體系中，化合物 a 和 b 對金屬離子的識別效果是明顯不同的。 技術(shù)另一方面，是由于化合物 b沒有與金屬離子絡(luò)合時，當(dāng)受到一定波長的光激發(fā)時，香豆素將其處于高能級的電子轉(zhuǎn)入激發(fā)態(tài)，熒光團(tuán)因電子激發(fā)而空出電子軌道，而此時受體上雜原子上的孤對電子經(jīng)由連接臂轉(zhuǎn)入熒光團(tuán)因電子激發(fā)而空出的電子軌道，這樣使被激發(fā)的電子無法直接躍遷回原基態(tài)軌道，導(dǎo)致熒光團(tuán)淬滅，因此，探針 b 在與金屬離子絡(luò)合之前是處于熒光淬滅狀態(tài)?；衔?b 在甲醇溶劑中較在其它溶劑中的熒光光譜有淬滅現(xiàn)象。表 32 為相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)表。L 溶液于 5 mL 容量瓶中，用氮?dú)獯蹈啥燃淄?，再分別用選定的溶劑定容，待樣品完全溶解得濃度 105 mol/L 溶液。本論文依據(jù)熒光分子探針的基本原理，以 7二乙胺基香豆素3甲酸乙酯為原料，合成了兩個香豆素類熒光分子探針；用 1HNMR、MS 手段對目標(biāo)分子進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征；利用紫外可見分光度計、熒光分光光度計對目標(biāo)分子進(jìn)行不同類型金屬離子的識別評價。在 HEPES 緩沖溶液中，15 與 Zn2+ 絡(luò)合后激發(fā)波長從 359 nm 藍(lán)移至 337 nm，在 359 nm 激發(fā) 15化合物 10 在緩沖液 Tris