基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的次氯酸、氰化物比率熒光探針的合成及光譜性能研究.pdf

1、由ROS/RNS引起的氧化和亞硝化應激誘導在很多生理過程中發(fā)揮著至關重要的作用，并且與很多疾病包括癌癥、神經(jīng)性疾病等有密切聯(lián)系。次氯酸(HClO)作為ROS中的一種，廣泛應用于我們的日常生活中，例如飲用水的消毒、家用消毒液。然而，HClO使用時的濃度通常控制在10-5-10-2 M之間，濃度過高就會對植物、動物甚至人類構(gòu)成威脅。另一方面，生物體內(nèi)生性HClO由于具有抗菌特性，在抵御外來微生物入侵等生命過程中發(fā)揮著重要作用。維持HClO在

2、適當?shù)臐舛葘ι矬w來說尤為重要，因為HClO的濃度過量時會導致嚴重的組織損傷和引起多種疾病，例如關節(jié)炎、心腦血管疾病、動脈硬化、神經(jīng)系統(tǒng)衰弱以及癌癥等。
　　氰化物是毒性極強的物質(zhì)，即使微量也能致人死亡。然而，氰化物鹽廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，例如合成纖維、采金、電鍍和冶金等。由于其劇毒的性質(zhì)，氰化物的大規(guī)模使用會對人類的健康構(gòu)成巨大的威脅。氰化物由于是金屬-酶和非金屬-酶的阻斷劑，這會導致血管、心臟、視力、內(nèi)分泌、中樞神經(jīng)和代謝系統(tǒng)

3、的紊亂，從而引起疾病。由于HClO和氰化物在環(huán)境和生物體中重要的作用，因而開發(fā)出識別和示蹤HClO和氰化物的方法引起了科研人員的極大關注。
　　熒光探針由于具有靈敏度高，選擇性好，操作簡便，生物細胞的無破壞性等特點，常用于生物細胞和活體中活性物質(zhì)的測定。且熒光探針與激光共聚焦顯微成像技術(shù)結(jié)合，能夠有效地對活細胞和組織內(nèi)活性物質(zhì)“實時、可視、定量”的高靈敏度檢測。
　　本論文以香豆素熒光染料為母體，基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機理，設計

4、了一系列可用于實時檢測和示蹤HClO和氰化物的熒光探針。具體內(nèi)容包括以下兩個方面:
　?。ㄒ唬┰O計合成了一個基于香豆素染料為母體的HClO熒光比率探針。此探針第一次將HClO選擇性氧化N-烷基化吡啶鹽作為設計思路用于構(gòu)建HClO熒光探針;反應前后熒光發(fā)射光譜有顯著的波長變化，波長藍移多達143 nm;探針對HClO具有高度的選擇性和靈敏度，檢測下限為0.093μM;通過NMR和ESI-Ms表征出反應產(chǎn)物2的結(jié)構(gòu)，證明出其反應機理;

5、探針不僅可以應用于檢測水樣中HClO的含量，而且可以對生物體內(nèi)生性的HClO進行熒光成像。
　?。ǘ┮韵愣顾厝玖蠟槟阁w進行修飾，設計了CN-的比率熒光探針。通過在CN-的特異性反應中生成的氰基的強吸電子能力，增強了香豆素到氰基間的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)過程，削弱了原先的從香豆素到3位雙鍵間的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)，通過這個過程使香豆素的熒光重新恢復。探針對CN-具有高度選擇性和靈敏度，檢測下限為0.12μM。探針不僅可用于檢