文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
基于卟啉类荧光探针的设计、合成及性质研究
姓名:梁慧兴
申请学位级别:硕士
专业:有机化学
指导教师:江国防
20100604
摘要金属离子在化学、生物科学、临床医学、环境检测学等领域具有非常重要的意义。而荧光分子探针因具备高灵敏度、高选择性、响应快、可实时原位检测和低成本易操作等优点被广泛应用于金属离子的分析和检测中。卟啉类化合物是一种理想的荧光染料,具有高的摩尔吸收系数、大的位移、相对长的激发头⑸ǔさ扔诺恪R虼嘶谶策嘤ü夥肿犹秸氲难芯恳引起人们更多的关注。卟啉的特殊结构决定了它既可以作为荧光团又可以作为识别基团,但是卟啉直接作为识别基团对金属离子响应非常慢和选择性比较差。本论文正是以克服这些缺点为出发点,通过对卟啉的合理修饰使卟啉类荧光探针达到高选择性和高灵敏度的效果。本论文的研究工作内容如下:虻ソ樯芰擞ü夥肿犹秸氲幕窘峁挂约耙恍┏S玫挠ü馔藕褪侗鸹团,通过实例详细概述了荧光分子探针的设计原理,最后对近些年来卟啉类荧光探针的研究进展做了综述。.羟基喹啉是非常重要的离子载体。以增加霍腔氖侗鹞坏阄I杓出发点,。化合物的结构通过核磁、质谱、元素分析、紫外等分析手段进行了表征,并对部分化合物的合成结果做了讨论。通过荧光光谱初步研究了化合物对金属离子的响应情况,研究发现化合物对汞离子表现出良好的比率荧光识别。杓坪铣闪艘赃策Sü馔牛粤蛎盐J侗鸹诺牧礁龌衔铩;衔已经通过核磁、质谱和元素分析表征,并且对化合物的合成结果做了讨论。通过荧光光谱初步研究了两个化合物对不同金属离子的响应情况,但实验结果没有达到理想的效果。杓坪铣闪巳鲂滦偷暮械!⒀踉拥目A垂诿堰策衔锏慕峁均通过核磁、质谱和元素分析所证实。三个化合物是对冠醚卟啉体系的拓展,在金属离子和有机分子识别方面具有潜在的应用价值。关键词:荧光探针;卟啉;腔涣蛎鸦牛豢A垂诿硕貉宦畚
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第滦髀概述分子识别是指主体分子对客体分子选择性结合并产生某种特定功能的过程。分子识别过程需要两个重要的环节:分子要依靠预组织达到互补的状态;分子之间存在非共价相互作用并且分子需要依靠大环效应或者螯合效应使得各种相互作用之间产生一致的效果。前者决定识别过程的选择性,后者则决定识别过程中键合能力和键合效果。分子识别在生命过程中的信息处理及传递方面起着极其重要的作用,但分子识别作为分子之间发生的事件,需要借助一定的技术手段才能感知伴随分子事件发生所产生的信号【荧光因其高的检测灵敏度、信号易于远程数字传输、可实现现场成像分析等特点成为重要的检测技术之一。荧光分析法及荧光检测己经成为现代化学分析中的一类重要的分析方法。另外随着科学技术的发展,各种新型荧光分析仪器的问世,使荧光分析法不断朝着高效、准确、痕量和自动化的方向发展【。荧光分子探针是建立在分子识别和荧光技术两者有机结合的基础上,通过受体选择性的绑定客气实现分子识别,然后利用荧光团将这些分子识别到的信息通过荧光信号表达出来。荧光分子探针在对客体的分析和检测中有一些特殊的优点:它具有高灵敏度,甚至单个分子也能被检测到;高选择性,可实现对一种特定分子的选择性识别;对样品不具破坏性,荧光传感测量是非侵入性的;响应快;可以实时原位检测;低成本和容易操作,荧光可以通过简单、安全、可靠和相对便宜的仪器进行测量【ü馔胖饕W饔檬墙侗鹦藕磐üü庑号表达出来,识别基团主要作用是能够选择性绑定客体,而荧光团和识别基团之间的响应可以通过一些机理来控制,这些机理包括光诱导电子转移机理,分子内电荷转移机理,荧光共振能量转移,激基缔合物等。近年来随着荧光探针技术突飞猛进的发展,利用荧光探针分子与客体之间的相互作用不但能够实现对金属离子和阴离子的选择性识别,还能够实现对一些有机小分子、生物小分子、生物大分子的有效识别。荧光分子探针已经在化学、生物科学、临床医学、环境检测学等领域受到人们的越来越多的关注。硕貉宦畚
心∑/常用的荧光团荧光团是荧光分子探针的基本组成部分,它的作用是将分子识别信息通过荧光信号表达出来。一般地说几乎所有的荧光团都可以用作荧光分子探针的信号基团,但是荧光团之间结构和性能的差异常常会导致不同的识别效果。设计过程中经常会遇到用这一类荧光化合物为荧光团设计的分子探针有很好的识别效果,但是用另一类荧光团所设计出来的探针就未必有效,所以根据不同荧光团独特的性质设计合理的分子结构是广大学者研究的重点之一。下面介绍几种常用的荧光基团:第一种荧光团是以萘、蒽和芘为主要代表的稠环芳烃类K亲魑=峁棺简单的荧光团并且拥有强而稳定的荧光,经常