萘酰亞胺和羅丹明類新功能性熒光染料的研究.pdf

1、目前，以萘酰亞胺和羅丹明為基礎(chǔ)衍生得到的熒光染料憑借其優(yōu)越的光化學(xué)和光物理性能吸引了眾多研究者們的目光，萘酰亞胺類熒光染料在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中具有巨大的應(yīng)用空間，因此開發(fā)更多性能優(yōu)越的此類熒光染料是我們當(dāng)前面臨的重要機(jī)遇與挑戰(zhàn)。另外隨著羅丹明類長波長熒光染料在生物環(huán)境中越來越多的應(yīng)用，對其種類的需求日益增長，因此開發(fā)新型性能優(yōu)越的羅丹明類長波長熒光染料已成為當(dāng)前科學(xué)家們急需解決的重要課題。鑒于上述考慮，本論文設(shè)計(jì)并合成了三種作為探針用途的萘酰

2、亞胺類熒光染料和一種硅雜羅丹明類長波長熒光染料。 1.利用良好的質(zhì)子受體N1，N1，N8，N8-雙二甲基-1，8-二胺基萘(DMAN)設(shè)計(jì)并合成了三個(gè)基于PET機(jī)理的萘酰亞胺類熒光質(zhì)子海綿A1、A2和A3，結(jié)果表明它們能夠在低濃度質(zhì)子環(huán)境下捕獲質(zhì)子。尤其是質(zhì)子海綿A3，其對質(zhì)子的最低檢測濃度為1.25×10-13 mol/L(即pH=12.9)。計(jì)算得到其pKa為11，實(shí)現(xiàn)了極低濃度下對質(zhì)子的熒光識別。 2.利用FRET

3、機(jī)理設(shè)計(jì)并合成了基于萘酰亞胺和方酸雙熒光團(tuán)氟離子熒光探針SN-1、SN-2和SN-3，打破了常規(guī)氟離子識別模式，該類型探針將能量轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)性識別有機(jī)結(jié)合起來，利用化學(xué)反應(yīng)破壞一個(gè)熒光團(tuán)來抑制能量轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)對氟離子離子的雙波長比例熒光檢測。其中SN-2和SN-3對氟離子有很好的識別性能，利用吸收和熒光光譜中雙波長的比例變化可以實(shí)現(xiàn)量化檢測。SN-2對氟離子檢測所用時(shí)間非常短，僅為3 min，其檢測氟離子的最低濃度為2μM(0.2倍摩爾當(dāng)

4、量)，平衡濃度為1.2 mM。SN-3對氟離子檢測時(shí)間為30 min，檢測最低濃度為1μM(0.1倍摩爾當(dāng)量)，平衡濃度為50μM。 3.通過在萘酰亞胺4-位上引入手性官能團(tuán)合成了兩個(gè)手性熒光探針NNH和NNM。其中NNH能夠通過吸收光譜的藍(lán)移和熒光光譜的增強(qiáng)與藍(lán)移識別D-扁桃酸，對L-扁桃酸沒有響應(yīng)；而NNM則能夠通過熒光光譜和圓二色光譜識別質(zhì)子，利用這兩種方法得到其pKa值分別為8.5和8.8，二者非常吻合，證明利用圓二色光

5、譜研究NNM對pH的響應(yīng)是可行的。 4.利用硅原子作為功能性原子，設(shè)計(jì)并合成了兩個(gè)新型硅雜羅丹明類長波長熒光染料TMDHS和TMDPS，它們的最大吸收峰分別位于641nm和628 nm，熒光發(fā)射峰分別位于659 nm和664 nm。相對于哌羅寧Y，由單一橋原子的改變使其吸收和熒光波長紅移了90 nm以上。據(jù)我們所知這是首次利用硅原子作為功能性元素來調(diào)控?zé)晒馊玖系墓庾V性能。通過電化學(xué)方法和理論計(jì)算證明了硅原子相對氧原子強(qiáng)的供電子能