文档介绍：河南大学
硕士学位论文
基于BODIPY染料的近红外pH探针的研究
姓名:时鹏程
申请学位级别:硕士
专业:有机化学
指导教师:姜新东;赵伟利
201205
摘要氟硼二吡咯甲川类,瓺..,.甋.,简称ü染料是一类性能优异的新型荧光染料,具有高的摩尔消光系数、良好的光稳定性、高的荧光量子产率等优点。近红外探针吸收发射波长在怀莆9庋Т翱,具有很多优点,例如较低的吸收发射背景干扰、低的光散射、穿透能力强,适用于生物组织的深层阴阳离子,中性分子的检测。近年来近红外荧光染料受到人们本文通过鹾戏从铣杀桨匪┭苌锶〈幕衔飈。化合物淖畲笪辗⑸洳ǔじ哺橇丝杉焱馇五。和较宽的半峰宽.;谕评缱有вΣ奈辗⑸洳ǔず煲频氖笛结果,体系中的二甲胺、二乙胺、吗啡啉基团供电子效应的顺序被决定胺基团装坊吗啡啉基团Q≡窕衔、进行性能测试,在二甲基亚砜/水:瑅/溶液中化合物、负趺挥杏ü猓卑坊首踊螅ü饬孔硬率为秽,荧光强度增加倍以上。化合物等节点为。双取代的化合物ニ首踊谟ü馄淄忌峡梢郧諵。作为和牟伪然衔璌缩合反应得到。其吸收和发射波长相对于双烯键相应化合物发生蓝移。化合物、进行测试,其荧光量子产率在二甲基亚砜/水:瑅/分别为蚈.,当胺基质子化后,荧光量子产率为唬,荧光光强度分别增加和倍。关键词:荧光;近红外探针;;探针关注。儿,并且具有较大的摩尔消光系数.。,;口.,
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第一章绪论荧光产生的原理引言.ü獠睦砺刍阴阳离子和中性分子检测的受到人们的广泛关注,在化学、生物学、医学和植物学等领域中的应用越来越普遍。而在科学技术的发展和检测手段同新月异的今天,阴阳离子和中性分子的检测以其在微观世界的探索方面的优势越来越多的受到科学工作者的重视。荧光分子利用自身各种光学参数的变化,如紫外吸收波长和强度的变化及各种荧光参数ü馇慷取⒂ü馐倜⒂ü獠ǔ的变化来实现对所要检测的物质的响应。荧光检测灵敏度高、选择性好、适用面广、成本低、易操作、对亚微粒实现可视的亚纳米空间分辨和亚毫秒时间分辨。荧光分子具有体积小、渗透性强,在荧光显微学方面得到应用,并且可以实时监测目标动态分布和区域变化。目标分子通过荧光分子光信息的变化特征表达出来,实现微观信息可视化光信息表达,打开了微观世界和宏观世界联系的通道,揭开人们研究微观世界新的序幕。随着生命奥秘的探索、药物筛选以及临床诊断等领域的发展,荧光分子正越来越受到人们重视。将识别基团和荧光团有机结合,实现特定分子、离子的捕获并产生光学信息发生变化的荧光探针正成为人们研究的重点。发射波长在的近红外荧光探针,可避免背景干扰而获得较高的分析灵敏度,其安全性、探测深度也远远高于可见区的探针。基于近红外染料的探针是建立在氢质子或氢氧根响应的识别基团和荧光基团有机结合的基础上,通过识别基团结合氢质子或氢氧根离子实现区分,从而实现单分子水平上的实时、原位的检测¨】。有机物分子大多数含有偶数个电子,电子处于分子的不同的能级中,基态时轨道中两个电子的自旋方向相反,基本上处于单重态,以表示。当物质被光照射时,
基态分子吸收光能会产生电子能级跃迁至第一、第二电子激发单重态,电子自旋方向不变,以稴硎尽5缱釉谠厩ü讨邪樗嬗械缱幼孕较虻谋浠诩し⑻肿庸斓中两个自旋方向相反的电子,此时H靥靥牡谝弧⒌诙し⑻直鹩、表示。图为分子内所发生的各种光物理过程的示意图。⑻缱樱苑湓厩ǖ男问返回基态各振动能级时是产生。激发态存在振动弛豫和内转换现象,使得荧光的光子能量比其分子受激发所吸收的光子能量低,而荧光波长比激发波长要长。电子不论开始被激发至那个能级,都只发生波长一定的荧光。磷光的寿命在,分子的第一、二电子处于激发三重态时,三重态的较高振动能级同单重激发态的最低振动能级重叠,—的发生系间窜跃可能性较大。第一电子激发态单重态的分子经系间窜跃到达三重态后快速振动弛豫至最低振动能级。返回基态有两种途径,一是辐射跃迁发出的磷光,二是是系间窜跃。改变电子自旋的跃迁属禁阻跃迁,跃迁速率较小,三重态寿命较长。内转换是具有相同多重态的两个电子态之间的非辐射跃迁。相关能级之间的能量差很大程度决定了内转换过程的速率,能级较近的相邻单重激发态之间,内转换很快。无论分子被激发到哪一个电子激发态,在。诰谧;缓驼穸谠ザ蓟嵩厩ǖ阶低电子激发态的最低振动能级。基态和第一电子激发单重态之间的能级差较大,内转换的速率较小,使得第一电子激发态有相对寿命较长。振动弛豫是在同一电子能级中,分子有较高振动能级向该电子态的最低振动能级的非辐射跃迁。振动弛豫过程的速率极大,在诩纯赏瓿伞荆。能量,ü猓琍