應(yīng)用化學(xué)畢業(yè)論文開題報告-新型銅離子熒光探針的合成及性質(zhì)研究(編輯修改稿)
2025-02-14 21:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 a細胞中的Cu2+濃度。 圖5 熒光探針法具有靈敏度高，選擇性好，方法簡便，取樣量少等優(yōu)點，但尋找新的銅離子熒光傳感器仍然是一個熱的研究領(lǐng)域。 熒光探針的識別機理 熒光分子探針的識別原理可分為光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（PET，photoinduced electron transfer）、分子內(nèi)共軛電荷轉(zhuǎn)移（ICT, intramolecular charge transfer）和熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET, fluorescence resonance energy transfer）和激基締合物(excimer)等。(PET) 基于PET識別機理的熒光探針，識別基團中通常含有能提供高能孤對電子的負電荷原子(如N原子)，它能夠?qū)⑵渲械囊粋€電子轉(zhuǎn)移到激發(fā)態(tài)的熒光團上，占據(jù)熒光團的激發(fā)空軌道，阻止熒光團激發(fā)態(tài)電子回到基態(tài)，從而導(dǎo)致熒光的猝滅。然而，結(jié)合陽離子后，識別基團的還原電位升高，相應(yīng)的最高分子占據(jù)軌道(HOMO)的能量低于熒光團的能量，結(jié)果導(dǎo)致光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移被禁止，熒光發(fā)射強度增大。(ICT) 不同于PET機理的熒光探針，在基于ICT機理的熒光探針中識別基團與熒光團直接相連，其給電子基上的孤對電子與熒光團形成共軛結(jié)構(gòu)。在這種情況下，處于光照激發(fā)態(tài)的分子，給電子基與熒光團之間就能夠發(fā)生分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移。然而，當識別基團結(jié)合了客體離子后，不但分子的最低能量占據(jù)軌道(LUMO)與最高能量占據(jù)軌道(HOMO)之間的能隙會發(fā)生變化，而造成熒光強度的變化，而且分子內(nèi)的ICT效應(yīng)也會受到影響，而導(dǎo)致熒光最大發(fā)射波長發(fā)生移動。(FRET) 熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）是指兩個熒光團在足夠靠近時，當供電子體受激發(fā)電子躍遷到更高的能級態(tài)，該電子回到基態(tài)前，通過偶極子的相互作用，發(fā)生電子向另一個供電子體轉(zhuǎn)移的過程。FRET熒光探針的組成和其他熒光探針不同，它是由受體、連接臂和至少兩個的熒光團組成的，這兩個熒光團一個是能量給體(donor)，另一個是能量受體(acceptor)。如果兩個以上的不同的熒光團彼此之間的距離合適，一個熒光團（Donor）的熒光發(fā)射光譜和另一個熒光團（Acceptor）的吸收光譜重疊，當熒光團（Donor）受激發(fā)時會與熒光團（Acceptor）形成電子能量轉(zhuǎn)移，使得熒光團（Donor）的特征峰消失或減弱，出現(xiàn)的是熒光團（Acceptor）的發(fā)射峰。如以Kim等人合成基于FRET機制、識別Cu2+的熒光探針(圖6）為例，化合物在420nm的光激發(fā)下，507nm處會出現(xiàn)丹?；膹姛晒夥?，當加入Cu2+后，發(fā)射峰移至580nm，發(fā)出羅丹明基的粉紅色熒光。 圖6 激基締合物(excimer) 兩個相同的獨立稠環(huán)化合物連接到同一受體的合適位置，其熒光發(fā)射會相互作用，產(chǎn)生比原來單體熒光波長更長的強而寬的發(fā)射峰，這種由激發(fā)態(tài)和基態(tài)分子相互碰撞而產(chǎn)生新的熒光發(fā)射就是因為單體之間形成了激基締合物。然而，激發(fā)態(tài)分子要能夠和基態(tài)分子發(fā)生碰撞，兩個單體熒光團之間就必須具有合適的位置，這也是設(shè)計此類探針的關(guān)鍵。 熒光探針研究種類 熒光探針一般是由熒光團通過連接基與受體相連而成，按熒光團將熒光探針分為：香豆素類、熒光素類、羅丹明類、菁染料類、BODIPY類和萘酰亞胺類。 香豆素類化合物具有熒光量子產(chǎn)率高、Stokes位移大、光物理和光化學(xué)性質(zhì)可調(diào)以及光穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因此近年來香豆素類熒光探針的設(shè)計、合成逐漸成為一個新興的研究熱點。香豆素衍生物基本結(jié)構(gòu)為苯并吡喃環(huán)(圖7），其功能取決于香豆素環(huán)上取代基的性質(zhì)。當香豆素的3位為吸電子基團、7位為給電子基團，可形成“推，拉”電子體系，使這類香豆素衍生物具有優(yōu)良的熒光性能，香豆素具有合適的最大激發(fā)、發(fā)射波長，可以有效地降低細胞組分和生理液體的背景熒光，因此廣泛應(yīng)用在生物體檢測中。香豆素具有足夠大的Stokes位移避免了激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的重疊，較高的熒光量子產(chǎn)率使低濃度檢測成為可能。因此，香豆素類熒光化合物的設(shè)計
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