【正文】 技術(shù)他們勤奮好學(xué)，刻苦鉆研的求實(shí)精神，樂于助人，自信樂觀的生活態(tài)度都深深的感染了我，使我能夠快樂，充實(shí)，自信的度過了整個(gè)畢業(yè)實(shí)驗(yàn)過程。首先感謝我的導(dǎo)師孫小冬老師，將我?guī)霟晒夥肿犹结樳@樣一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，讓我身處科學(xué)研究的氛圍之中，領(lǐng)略到學(xué)習(xí)的樂趣?？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。另一方面，是由于化合物 b沒有與金屬離子絡(luò)合時(shí)，當(dāng)受到一定波長的光激發(fā)時(shí)，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(shí)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)。當(dāng)受體上雜原子上的孤對電子與這些離子絡(luò)合上之后，對熒光團(tuán)的推拉電子體系產(chǎn)生了影響，也就是對分子內(nèi)從電子給體到電子受體的電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了影響，進(jìn)而使熒光光譜發(fā)生了變化。對于 Na+、K +、Cd 2+、Fe 3+、Zn 2+、Fe 2+、Ni 2+、Ag +、Cr 3+、Mg 2+對化合物 b 最大發(fā)射波長影響及熒光淬滅。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?；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。L）3504045050506065020406080101202202201802020240260IF()Wavelngth(nm)THFacetoitrileDMSOmethaonl圖 35 化合物 b 在不同溶劑中的熒光光譜（sensor 濃度 1105mol對于 Cu2+、使化合物 a 發(fā)生的熒光強(qiáng)烈淬滅，因?yàn)闆]有伴隨著最大熒光發(fā)射波長的明顯移動(dòng)，有可能是因?yàn)榻饘匐x子與熒光團(tuán)之間存在著電子或能量轉(zhuǎn)移引起熒光團(tuán)的熒光淬滅。這導(dǎo)致了整個(gè)探針分子具有一定的偶極性質(zhì)。表 32 為相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)表。隨溶劑極性的減弱，熒光呈增強(qiáng)趨勢。 對金屬離子的識別測定在乙腈中進(jìn)行金屬離子的識別測定。計(jì)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。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。 1HNMR (400 MHz, CDCl3 ): δ H (s,1H) ,(s,1H) ,(d, J=, 1H), (q, J=, 1H), (d, J=,1H),(br,2H),(q, J=, 4H),(t, J= Hz,6H).APIES MS positive: m/z [M+H+]=, [M+Na＋ ]＝.在 50mL 三頸燒瓶中，加入黃色固體 2 ,然后加入 異硫氰酸苯酯，在室溫、氬氣保護(hù)下反應(yīng)十分鐘，減壓抽濾，用無水乙醇洗滌 34 次，得黃綠色顆粒狀固體 3，產(chǎn)率：(%)。粗產(chǎn)物經(jīng)硅膠柱分離，洗脫劑為二氯甲烷/乙酸乙酯(12:1,V/V)，得黃色固體 1，產(chǎn)率：(%)。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(shí) 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：(%)。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(gè)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(jì)、熒光分光光度計(jì)對目標(biāo)分子進(jìn)行不同類型金屬離子的識別評價(jià)。Hg2+的形成。在Hg2+(40 equiv)存在時(shí)可使熒光光譜從 567 nm 藍(lán)移至 475 nm(約 100 nm),熒光由橙色變?yōu)樗{(lán)綠色。 XOOHR2R1R3R4(X=O,N。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在 14 中位于香豆素供電位置 6,7 位的 O,O′雙(2氨苯基)乙二醇N，N，N ′ ， N′ 四乙酸(BAPTA)是 Ca2+ 的選擇性受體，而位于吸電位置的β二酮卻是 Mg2+的良好受體，1 4Cs+ 絡(luò)合物中 Cs+與兩個(gè)磺酸根的近距離作用導(dǎo)致香豆素 6,7 位氧原子附近形成負(fù)電荷籠罩，提高了氧原子的供電能力使ICT 效應(yīng)增強(qiáng)。科學(xué)家們常常用它們設(shè)計(jì)熒光分子探針的材料?；衔?10 在緩沖液 TrisHcl(pH=)或純乙醇中均無顏色，當(dāng)加入 Fe3+時(shí)，迅速產(chǎn)生紫色和橙色熒光。它還顯示出強(qiáng)烈的紅紫色，高靈敏性的指示出水中的 Hg2+。羅丹明類傳感器不僅具有高的吸光率和對某些金屬離子有熒光增強(qiáng)效應(yīng)，還具有顏色效應(yīng)。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。 ONNHHOClOCO2HHHSHONNHHOClOCO2HCH3H3CSH 5 6 氟硼類（BODIPY）熒光分子探針BODIPY染料母體結(jié)構(gòu)周圍一般不直接連接對酸堿較敏感的氨基,羥基等,所以一般對酸堿不敏感，且熒光量子產(chǎn)率一般都比較高，具有相對較好的光穩(wěn)定性。 ON HNHOClCO2HOON HNHOCO2HONNH 3 42022 年，Elizabeth M. Nolan 工作小組又 [17]合成了兩種不對稱的熒光素類染料傳感器 5 和 6，對 Hg2+具有選擇性識別作用，與 Hg2+（1:1）結(jié)合都形成包含一個(gè)單吡啶基胺硫醇金屬配合物，顯示出優(yōu)越的亮度?；衔? [15]是對Cu 2+具有選擇性識別的熒光分子探針。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(shí)，會(huì)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)。PET 熒光分子探針的作用機(jī)制可由前線軌道能量來進(jìn)一步說明 [12](圖 13)。在 PET 熒光分子探針中，識別基團(tuán)與熒光團(tuán)之間的識別信息與熒光信號之間的轉(zhuǎn)化是靠光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移完成的。在熒光分子探針中主體和客體間通過不同的作用方式相結(jié)合，它們的形成主要依賴一些弱相互作用，如分子氫鍵、芳香 ππ 和 Vander Waals 作用等?；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(shí)所吸收的能量小于斷裂最弱的化學(xué)鍵所需要的能量。通常一個(gè)用于檢測底物的熒光分子探針必須具備一些優(yōu)良的物理、化學(xué)性質(zhì)，如：化學(xué)和光穩(wěn)定性、高選擇性及高靈敏度、瞬間響應(yīng)底物的能力、合適的溶解度、檢測系統(tǒng)的易操作性、熒光激發(fā)波長應(yīng)盡量位于可見光區(qū) [4, 5]。熒光分子探針以其高靈敏度、極寬的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間、開關(guān)間可轉(zhuǎn)換性、人分子間“無線”遙控交流的可行性以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，近年來得到迅速發(fā)展。識別是有目標(biāo)的結(jié)合，它是通過一系列結(jié)構(gòu)確定的分子間相互作用而組成的模式識別過程。設(shè)計(jì)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。新結(jié)構(gòu)香豆素類熒光分子探針的研究目 錄摘要 ......................................................................1關(guān)鍵詞 ....................................................................1一、緒論 ..................................................................2 熒光的產(chǎn)生原理 .....................................................3 　 熒光分子探針的結(jié)構(gòu)特征 ............................................3 　 熒光分子探針識別原理 ..............................................4 光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移 (PET Photoinduced Electron Transfer) .............4 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移 (ICT Intramolecular Charge Transfer) .............4 　 熒光分子探針的研究進(jìn)展 ............................................5 萘酰亞胺類熒光分子探針 ..........................................5 熒光素類熒光分子探針 ............................................6 氟硼類（BODIPY）熒光分子探針 ....................................7 羅丹明類熒光分子探針.............................................7 香豆素類熒光分子探針 ............................................8 　 本論文研究的主要內(nèi)容 ......