【正文】 s of nearinfrared heptamethine cyanine in alcoholic and aprotic solvents , Science Direct Physics, (7): 179~185致謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我了解并學(xué)到了很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，得到了許多人的關(guān)懷和幫助，在此，我對(duì)他們表示誠(chéng)摯的謝意！首先要感謝我的導(dǎo)師王麗秋老師，從論文的選題到實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)的完成到論文的修改，各個(gè)方面都深深的滲透了她悉心的指導(dǎo)和親切的關(guān)懷。王老師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，求實(shí)創(chuàng)新的探索精神，時(shí)時(shí)鞭策和激勵(lì)著我，使我受益匪淺。面對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些疑難問(wèn)題，王老師都細(xì)心講解，指出我們操作過(guò)程中的不足，及時(shí)糾正，并為我們提供解決方案。她的悉心教導(dǎo)讓我對(duì)課題內(nèi)容有了更近一步的了解，同時(shí)也拓寬了我的知識(shí)面，使我受益匪淺。在此對(duì)王老師表示由衷的感謝和深深的敬意！同時(shí)，我還要感謝在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予我大力支持和幫助的鄭立輝師兄，還有王輝、韓陽(yáng)等同學(xué)，是大家積極熱情的協(xié)助讓我能夠順利地完成這篇論文，感謝化學(xué)系的老師和分析檢測(cè)中心的其它諸位老師，我的論文能夠順利的完成與他們的幫助是分不開(kāi)的。最后，對(duì)于所有關(guān)心和幫助我的老師和同學(xué)，在此，向他們一并表示衷心的感謝。附錄1燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告課題名稱(chēng)：對(duì)稱(chēng)橋環(huán)Cy7的合成與性能研究 學(xué)院（系）：里仁學(xué)院 建筑環(huán)境與化學(xué)工程系 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 06級(jí)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè) 學(xué)生姓名： 范秉文 指導(dǎo)教師： 王麗秋（教授） 完成日期： 2010年3月16號(hào) 一、 綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義1856年Williamsf發(fā)現(xiàn)了菁染料（亦稱(chēng)花菁），十七年后，Vogel發(fā)現(xiàn)該染料具有異常靈敏的感光能力，從此菁染料逐漸在照相感光及其它高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用中占據(jù)了重要地位，得到迅猛發(fā)展。而吲哚七甲川菁染料是菁染料的一個(gè)重要分支，由于其具有摩爾消光系數(shù)大、熒光性能良好、與基質(zhì)結(jié)合后熒光效率增大、反射率高、溶解性好、導(dǎo)熱率小、熔點(diǎn)低、最大吸收波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍大的特點(diǎn)，使其具有多種功能和用途。近年來(lái)已被廣泛應(yīng)用于光譜增感、紅外激光染料、光盤(pán)記錄介質(zhì)、LB膜、電子照相、光學(xué)非線性材料、生物熒光檢測(cè)分析、核酸標(biāo)記、太陽(yáng)能電池、痕量金屬離子檢測(cè)等方面，已成為DNA、蛋白質(zhì)、核酸等檢測(cè)商品化熒光探針的主要品種。但吲哚七甲川菁染料還存在種類(lèi)不多、合成較困難、對(duì)光熱穩(wěn)定性較差等問(wèn)題，隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，研究開(kāi)發(fā)新的具有低背景、良好光熱穩(wěn)定性的吲哚七甲川菁染料就顯得尤為重要。二、 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題 吲哚菁染料分子是一個(gè)大的π共軛體系（染料的第一結(jié)構(gòu)特征），光照以后分子中的電子能量增加由基態(tài)躍遷至單線激發(fā)態(tài)，當(dāng)電子由單線激發(fā)態(tài)回落至基態(tài)時(shí)，會(huì)以光的形式釋放能量，因此該類(lèi)化合物具有熒光。不同的吲哚菁染料具有不同的光譜吸收和發(fā)射位置，其大π共軛體系，決定了染料的主要吸收帶的范圍。共軛體系越大，分子的最大吸收波長(zhǎng)越長(zhǎng)，如吲哚三甲川菁染料最大吸收波長(zhǎng)在500～600 nm之間，而五甲川菁染料則在600～700 nm之間。因此，吲哚菁染料可通過(guò)其共軛骨架中的甲川鏈的長(zhǎng)短調(diào)節(jié)染料分子的最大吸收波長(zhǎng)，使之覆蓋紫外到可見(jiàn)光區(qū)域，很容易合成得到近紅外吲哚菁染料。一般甲川鏈上每增加一個(gè)雙鍵可使染料分子的最大吸收波長(zhǎng)紅移100 nm。但甲川鏈越長(zhǎng)，染料的穩(wěn)定性越差。研究證明甲川鏈菁染料的不穩(wěn)定性主要是由光氧化引起的，它有電子轉(zhuǎn)移和能轉(zhuǎn)移兩種機(jī)制，為一階動(dòng)力學(xué)關(guān)系。根據(jù)此理論，目前解決甲川鏈菁染料穩(wěn)定性通常采用以下幾種方法：（1）適當(dāng)?shù)脑黾觼喖谆湹拈L(zhǎng)度；(2) 在亞甲基鏈中增加橋環(huán)等不飽和環(huán)體結(jié)構(gòu)以增加分子的剛性和光氧化反應(yīng)時(shí)的空間位阻；(3) 雜環(huán)核中選擇合適的雜原子；(4)在各個(gè)碳上選擇合適的取代基；(5) 選擇非極性溶劑作為溶劑。除上述幾種方法外，還有往菁染料中加入抗氧化劑等等。本畢業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)旨在通過(guò)傳統(tǒng)的縮合反應(yīng)，在縮合劑2氯1甲酰基3羥甲亞基環(huán)己烯及催化劑作用下制備出吲哚七甲川菁染料產(chǎn)品，并引入恰當(dāng)?shù)娜〈谷玖系姆€(wěn)定性提高。最后將產(chǎn)品進(jìn)行紫外、熒光性能、晶體形貌及對(duì)TiO2敏化性能測(cè)試。三、 研究步驟、方法及措施 1)中間體（即吲哚雜環(huán)季銨鹽）的合成： 吲哚雜環(huán)季銨鹽由2，3，3三甲基吲哚雜環(huán)發(fā)生季銨化反應(yīng)得到。2） 七甲川縮合劑(即2氯1甲?；?羥甲亞基環(huán)己烯)的合成3)吲哚七甲川菁染料的合成吲哚七甲川菁染料的合成主要是通過(guò)(取代)吲哚雜環(huán)季銨鹽2位上具有親活性的甲基，與具有親電性的七甲川縮合劑進(jìn)行反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的 ，包括吲哚雜環(huán)季胺鹽的合成、縮合兩步反應(yīng)。此方法比較簡(jiǎn)單，Patonay先后提出使用催化劑和不使用催化劑兩種合成方法，所合成的七甲川鏈上連有不飽和六元橋環(huán)。本畢業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用使用催化劑的合成方法。利用醋酐作溶劑 ，醋酸鈉作催化劑合成對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)七甲川菁染料。七甲川鏈結(jié)構(gòu)中不飽和六元環(huán)可使分子部分剛性化，增強(qiáng)染料的穩(wěn)定性。通過(guò)薄層色譜、高效液相色譜和質(zhì)譜對(duì)合成的染料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。4）對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)七甲川菁染料的光譜性能檢測(cè)與分析四、研究工作進(jìn)度 14周 查閱文獻(xiàn)，寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，確定方案，Cy7縮合劑的合成58周 染料合成、分離提純，912周 ，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表征1316周 產(chǎn)品分析檢測(cè)，測(cè)試產(chǎn)品紫外、熒光性能1718周 撰寫(xiě)論文，論文答辯五、主要參考文獻(xiàn) [1] 俞開(kāi)潮，金玲，2001，（2）：3436 　[2] 楊松杰，1999，17(3):7576 [3]王繼東，2007，34(2):3437 [4] 孫成才，霍冀川，2006，20(8):4851[5] 車(chē)慶林，1999，36(2)：814[6] 劉欣，王紅，2001，17 [7] 施峰，李洪洋，20（5）：268272[8] 鄭洪，李東輝，吳敏等．合成的近紅外花菁染料測(cè)定痕量血清蛋白質(zhì)．高等化學(xué)學(xué)報(bào)，1999，20(4) ：5557[9] 曾萬(wàn)學(xué)，陳萍，鄭德水等．多甲川鍵菁染料光氧化機(jī)理研究[J].感光化學(xué)與光化學(xué)，1995，13(2)：136143[10] 趙為，張寶文，曹怡等．方酸菁功能材料修飾納米晶 TiO2 ，1999，（3）：134135附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述課題名稱(chēng)：對(duì)稱(chēng)橋環(huán)Cy7的合成與性能研究 學(xué)院（系）：里仁學(xué)院 建筑環(huán)境與化學(xué)工程系 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 06級(jí)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè) 學(xué)生姓名： 范秉文 指導(dǎo)教師： 王麗秋（教授） 完成日期： 2010年3月16號(hào) 一、課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀能源科學(xué)和生命科學(xué)將成為新世紀(jì)發(fā)展的核心科技。這兩個(gè)學(xué)科的飛速發(fā)展將極大地推動(dòng)其它學(xué)科的變革，而新材料的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用將成為核心科學(xué)發(fā)展所依賴(lài)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。材料智能化、微型化己經(jīng)成為未來(lái)新材料領(lǐng)域開(kāi)發(fā)研究的總趨勢(shì)。在這樣的科學(xué)研究背景下，新型的光電功能材料的開(kāi)發(fā)對(duì)未來(lái)的科學(xué)發(fā)展具有十分深遠(yuǎn)的意義。近年來(lái)，激發(fā)波長(zhǎng)在近紅外區(qū)的半導(dǎo)體二極管激光器在生產(chǎn)和科研中得到了廣泛的應(yīng)用，這使得與之相匹配的近紅外吸收染料成為功能染料研究的熱點(diǎn)之一在諸多近紅外染料品種中，吲哚七甲川菁染料以其優(yōu)異的光學(xué)性能，良好的光熱穩(wěn)定性倍受青睞。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)吲哚七甲川菁染料的合成及應(yīng)用研究方興未艾，這類(lèi)染料具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和研究前景。二、研究主要成果 吲哚七甲川菁染料具有熒光量子產(chǎn)量高；最大吸收波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍大，易于合成得到近紅外熒光染料；與生物基質(zhì)結(jié)合后有強(qiáng)烈的熒光增強(qiáng)作用；相對(duì)較好的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在紅外激光染料、光盤(pán)存儲(chǔ)材料、生物分析、核酸標(biāo)記等方面得到了廣泛應(yīng)用。尤其是作為一類(lèi)熒光探針已在生物芯片、DNA測(cè)序、熒光免疫分析、流式細(xì)胞測(cè)量、臨床診斷分析與治療等生命科學(xué)前沿領(lǐng)域有了重要應(yīng)用，并逐步取代了具有放射性危害的同位素標(biāo)記法。三、發(fā)展趨勢(shì) 1）因絕大多數(shù)生物基質(zhì)在近紅外區(qū)無(wú)吸收，用近紅外染料進(jìn)行標(biāo)示可避免生物基質(zhì)、玻璃器皿等產(chǎn)生的熒光背景的干擾，是檢測(cè)靈敏度大大提高。目前使用的絕大多數(shù)近紅外熒光染料是吲哚菁染料。所以七甲川吲哚菁染料有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的研究前景。2）不同的吲哚菁染料具有不同的光譜吸收和發(fā)射位置，共軛體系越大，分子的最大吸收波長(zhǎng)越長(zhǎng)，因此，吲哚菁染料可通過(guò)其共軛骨架甲川鏈的長(zhǎng)短調(diào)節(jié)染料吸收分子的最大吸收波長(zhǎng)，使之覆蓋紫外到可見(jiàn)光區(qū)域，很容易合成得到近紅外吲哚菁染料。研究長(zhǎng)鏈的七甲川吲哚菁染料有廣闊的應(yīng)用前景。3）染料的第二結(jié)構(gòu)特征也會(huì)使吸收峰的位置發(fā)生變化。一般地說(shuō)，吲哚苯環(huán)上有供電子基時(shí)，染料的最大吸收波長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)，所以引入合適的取代基能使波長(zhǎng)紅移，進(jìn)而得到近紅外七甲川菁染料。4）隨著吲哚七甲川菁染料甲川鏈增長(zhǎng)，染料的光熱穩(wěn)定性下降，為了彌補(bǔ)這一不足，因此引入恰當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)來(lái)提高染料的穩(wěn)定性是當(dāng)前學(xué)者的研究熱點(diǎn)。5）根據(jù)吲哚七甲川鏈兩端的吲哚環(huán)結(jié)構(gòu)相同與否，可將其分為對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)吲哚菁染料，但不對(duì)稱(chēng)吲哚菁染料的最大波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍大；根據(jù)染料的溶解性能，可分為水溶性和非水溶性兩類(lèi)，而水溶性菁染料方便實(shí)用的特點(diǎn)使之具有更廣的用途，這也是化學(xué)工作者的研發(fā)重點(diǎn)。四、存在問(wèn)題七甲川菁染料是一類(lèi)性能優(yōu)異、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域非常廣闊的有機(jī)功能材料，它與快速發(fā)展的高新技術(shù)緊密結(jié)合。目前七甲川菁染料還存在種類(lèi)不多、合成較困難、對(duì)光熱穩(wěn)定性差等問(wèn)題，隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，研究開(kāi)發(fā)新的具有低背景、良好光熱穩(wěn)定性的七甲川菁染料就顯得尤為重要了。但是設(shè)想開(kāi)發(fā)一種各項(xiàng)性能均十分優(yōu)越的染料幾乎是不可能的。染料的各項(xiàng)性能之間常存在著互補(bǔ)關(guān)系，如通過(guò)延長(zhǎng)分子的共軛體系來(lái)增大吸收波長(zhǎng)，則常伴隨著染料穩(wěn)定性的下降等等。只能著重于染料性能與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，開(kāi)發(fā)適應(yīng)不同用途的染料。目前，我國(guó)在七甲川菁染料的研究方面能與國(guó)際接軌，但具有我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化和創(chuàng)新成果很少。降低生產(chǎn)成本、開(kāi)發(fā)屬于我們中國(guó)自己的新型專(zhuān)用染料是我們面臨的主要任務(wù)。五、主要參考文獻(xiàn) [1]王偉，姚祖光，1997，15(4):321324[2]楊松杰，1999，17(3):7576[3]施峰，李宏洋，. 精細(xì)化工，2003,20(5):26872[4]王麗秋，彭孝軍. ，2001,(5):1518[5]趙為，張寶文，曹怡等．方酸菁功能材料修飾納米晶 TiO2，1999，（3）：134135[6]鄭洪，李東輝，吳敏等．合成的近紅外花菁染料測(cè)定痕量血清蛋白質(zhì)．高等化學(xué)學(xué)報(bào)，1999，20(4) ：5557[7]車(chē)慶林，1999，36(2)：814[8]孫成才，霍冀川，2006，20(8):4851[9]王麗秋，2002，39(4):810[10]曾萬(wàn)學(xué)，陳萍，鄭德水等．多甲川鍵菁染料光氧化機(jī)理研究[J].感光化學(xué)與光化學(xué)，1995，13(2)：136143[11]王劍,王榮仙,2005,51(6)[12]俞開(kāi)潮，金玲，,2001，（2）：3436　 指導(dǎo)教師審閱簽字： 年 月 日附錄3菁染料蛋白質(zhì)相互作用：尋找熒光探針的淀粉樣結(jié)構(gòu)摘要:我們確定能檢測(cè)纖維狀β乳球蛋白（BLG）的一系列單，三，五片，和基于噻唑與苯并咪唑類(lèi)雜環(huán)化合物和方噻唑的菁染料。這些熒光性質(zhì)的菁染料的測(cè)定，在無(wú)約束狀態(tài)，并且在單體和纖維狀BLG存在時(shí)，與那些商用噻唑染料硫代黃素。染料分子之間的化學(xué)性質(zhì)和染料綁定聚蛋白質(zhì)能力是緊密結(jié)合的。我們發(fā)現(xiàn)，氨基酸在雜環(huán)中相對(duì)于非取代染料具有粘和纖維狀BLG的優(yōu)先權(quán)，并且在聚蛋白存在時(shí)有明顯的熒光性。菁染料研究中，方和苯并咪唑的熒光發(fā)射物在本土和纖維狀蛋白質(zhì)存在時(shí)都增加。在纖維狀BLG存在時(shí)， T49和SH 516熒光性極大增加。與聚BLG和硫代黃素 T相比，這些染料表現(xiàn)出相同或更高的排放強(qiáng)度和選擇性，可以應(yīng)用于聚蛋白質(zhì)的熒光檢測(cè)上。 關(guān)鍵詞：菁染料；淀粉樣蛋白；螢光檢測(cè)1導(dǎo)言 沉積的不溶性的蛋白質(zhì)聚集體被稱(chēng)為淀粉狀蛋白纖維，在不同的組織和器官中，與一些神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，包括老年癡呆癥及帕金森氏病，老年性全身淀粉樣變性病和傳染性海綿狀腦病[1][4] 。其它與疾病無(wú)關(guān)的蛋白質(zhì)也形成了纖維狀沉淀與特色的淀粉樣蛋白，包括乳清蛋白β 乳球蛋白（BLG） 。盡管淀粉狀蛋白質(zhì)之中缺少氨基酸序列的同源性，共同形態(tài)的淀粉樣蛋白纖維被用于X光纖維衍射分析和電子顯微鏡學(xué)。特別是，纖維通常有一個(gè)直徑不等，從5至20納米[ 5 ] [ 7 ] ，跨β結(jié)構(gòu)的一個(gè)以β 束為核心的環(huán)[ 8 ] ，以及約束各種染料的親和性，如硫代黃素[ 9 ][ 10 ]和剛果紅[ 11 ] [ 12 ] 。在過(guò)去，組織學(xué)中，熒光染料被用于給材料學(xué)中的淀粉材料染色，同時(shí)深入探討了淀粉狀蛋白形成的先決條件和動(dòng)力學(xué)條件，由體外分析過(guò)程中采用相同的染料得到。 熒光分子硫代黃素 T和剛果紅是最常用的染料，它們用來(lái)檢測(cè)染料中淀粉樣蛋白沉淀的存在[13] [14] 。噻唑染料硫代黃素 T和對(duì)稱(chēng)磺化偶氮染料剛果紅進(jìn)行了調(diào)整，都曾用