水溶性萘酰亚胺树形分子的合成及其荧光探针性质

合成了2个水溶性萘酰亚胺树形分子叔丁氧基羰基-{N,N-双{4-{{5-(4-叔丁基苯基)-[1,3,4]-噁二唑}-2-苯基}-乙烯基-1,8-萘酰亚胺}-乙氨基羰乙基}乙二胺(DON)和4-哌啶基-9-乙氨基-{N,N-双{4-{{5-(4-叔丁基苯基)-[1,3,4]-噁二唑}-2-苯基}-乙烯基-1,8-萘酰亚胺}-乙氨基羰乙基}乙氨基-1,8-萘酰亚胺(DOPN).并通过核磁氢谱、核磁碳谱及高分辨质谱结构表征.测定了DON及DOPN的固体、纯THF及水溶液中的荧光光谱,实验发现暗室中紫外灯下固体DON和DOPN发出橘黄色荧光,最大发射波长分别为566和561 nm.在四氢呋喃(THF)溶液中发出蓝绿色荧光,最大吸收波长为360和395 nm,最大发射波长为489和492 nm,荧光量子产率为28.2%和20.4%.水溶液中最大吸收波长为367和408 nm,最大发射波长为563和552 nm.测定了DON和DOPN与Hela细胞共同孵化后在共聚焦荧光显微镜下的细胞成像.研究了DON对Sn2+的选择性识别实验,研究发现,Sn2+对DON有选择性荧光增强,Sn2+与DON配位数为2.萘酰亚胺树形分子DON和DOPN可溶于水,具有聚集诱导发光(AIE)性质,是一种优良的Sn2+荧光探针,可广泛应用于肿瘤定位、药学研究、荧光显微技术及纳米材料研究的应用等重要领域.     

新型荧光/EPR双功能次氯酸探针的构建及性能

构建了一种新型香豆素-萘酰亚胺荧光/电子顺磁共振双功能探针CNNOH,并结合荧光光谱、电子顺磁共振(EPR)波谱和紫外-可见吸收光谱对其性能进行了研究.结果表明,该探针可结合荧光光谱的灵敏性和EPR波谱的特异性进行次氯酸的检测;由于香豆素与萘酰亚胺之间存在荧光共振能量转移(FRET)效应,探针分子具有较大的Stokes位移(135 nm),可有效避免由激发光导致的杂散光对检测的干扰.该双功能探针具有检出限低(0.214μmol/L)、反应速度快(~10 s)、检测范围宽(0~5 mmol/L)、选择性好及在生理条件下稳定的特点,预期在活体细胞检测方面有良好的应用前景.     

SNAP-tag蛋白标签技术与荧光分析法在蛋白原位分析中的联合应用

为将生物体内微观的蛋白行为可视化并以宏观信号呈现出来对蛋白进行实时、动态分析，借助SNAP-tag蛋白标签技术与有机小分子荧光染料，构建了一系列用于活细胞内实时监测目标蛋白的免洗荧光探针。标签蛋白SNAP-tag能够特异性识别探针中的苄基鸟嘌呤，从而使目标蛋白共价连接上荧光团（萘酰亚胺），携带上荧光信使。此外，由于萘酰亚胺从水环境中被牵引至SNAP-tag蛋白的疏水空腔，其荧光信号呈现出2~13倍的增强。通过SNAP-tag标签蛋白与目标蛋白的融合，该荧光探针实现了对活细胞内线粒体蛋白CoX8A及核内蛋白H2B特异性识别，在免洗条件下完成了对目标蛋白的实时追踪及原位分析。     

固液态均荧光发射的四苯乙烯基衍生物的合成

为了打破传统荧光材料的聚集荧光淬灭(ACQ)的应用限制,通过共价键连接聚集诱导发光(AIE)分子与平面ACQ分子,可以构建在溶液中和固态下都具有荧光发射特性的化合物。分别通过多步反应合成了带有烷基硫醚的萘酰亚胺衍生物3和连接炔吡啶的四苯乙烯衍生物7。化合物3和化合物7通过酰胺缩合,合成了一种四苯乙烯-萘酰亚胺二联体化合物8,化合物8兼具ACQ和AIE分子的特性。结果表明：溶液状态下化合物8具有蓝色荧光发射,其最大发射峰位于452 nm,固态下为黄绿色荧光,最大发射峰位于487 nm。利用三氟乙酸对其荧光进行调控能够实现CIE色坐标为(0.33, 0.32)的单分子白光发射。     

基于萘酰亚胺的生物硫醇探针的合成及对含硫醇氨基酸的检测

合成了以4-羟基萘酰亚胺为荧光团,2,4-二硝基苯磺酰氧基为特异性识别基团的生物硫醇探针4-(2,4-二硝基苯磺酰氧基)-正丁基-1,8-萘酰亚胺(DNSBN).吸收光谱和荧光光谱结果表明, DNSBN对半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)3种生物硫醇分子具有高效的检测识别能力,不受其它17种天然氨基酸的干扰.同时,通过荧光滴定实验证实了此探针是一种比率型探针,555 nm处的荧光强度与溶液中的生物硫醇分子浓度在0 ~ 20 μmol/L范围内呈良好的线性关系,对Cys、Hcy和GSH的检出限(3σ)分别为25.9、92.0和77.9 nmol/L.而吸收光谱、荧光光谱和质谱表征数据显示,生物硫醇与2,4-二硝基苯磺酸酯发生亲核取代反应并导致磺酸酯的分解.随着识别基团的解离,探针分子的d-PeT (donor-excited photoinduced electron transfer) 效应被解除,并出现非常明显的比色与荧光变化.HeLa细胞成像实验表明,探针DNSBN具有良好的生物相容性,能够对细胞外源性生物硫醇分子进行检测.     

水溶性荧光聚合物纳米粒的制备及双光子成像

报道了一种能用于活细胞双光子荧光(TPF)成像的水溶性聚合物纳米粒。首先以含双羧基的萘酰亚胺作为交联剂和荧光标记试剂,通过对聚乙烯亚胺发生交联反应制备纳米粒子,然后对其结构形态、单双光子荧光性能及细胞毒性进行测试。结果表明,获得的纳米粒为球形,粒径为5~10 nm;以443或800 nm为激发波长,荧光发射波长均为536 nm;在pH 4.0~9.0范围内,其荧光无明显变化;在pH 7.4的溶液中和激发光为443 nm的条件下,对其连续测定1.2万次后荧光强度变化不超过1%,说明其酸碱稳定性和光稳定性较好;浓度在15 mg/L以下及与细胞作用时间在24 h以内细胞毒性较低。最后,用双光子共聚焦荧光显微镜观察了其在Hela细胞中的TPF成像性能。将Hela细胞与纳米粒共同孵育2 h后,在800 nm激光激发下,在细胞中可观察到其绿色荧光。此纳米粒可望用于靶向性双光子荧光成像探针的开发。     

稳态荧光探针法研究对-烷基-苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱的聚集行为

利用荧光探针法和表面张力法测定了一类疏水基中含有苯基的新型甜菜碱两性离子表面活性剂对-烷基-苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱(ABECB)的临界胶团浓度(cmc)、胶团微极性和表面张力(γ_cmc).研究结果表明,荧光探针(芘)法可用来测定这类表面活性剂的临界胶团浓度(cmc),且测定结果与表面张力法(吊片法)接近;ABECB具有较低的cmc和γ_cmc值,表明此类表面活性剂具有优良的表面活性; 胶团的微极性随着疏水链长的增大而略微减小,氧乙烯(EO)单元数的增大对ABECB胶团核内的微极性影响不明显.     

一种含1,2,3-三氮唑席夫碱的Al3+荧光探针及其应用

本文设计合成了5-苯基-2-苯基-1,2,3-三唑-1-4-酰肼(PP),将其与水杨醛反应,构建了一种席夫碱荧光探针(PPS)。荧光光谱及紫外光谱测定表明,PPS能够高选择性和强抗干扰性地检测乙醇溶液中的Al³⁺,检出限为8.28 nmol/L;在紫外光下可发生明显的溶剂变色效应,在含水量大于60%的有机溶剂中存在聚集诱导发光(AIE)效应,质谱、工作曲线、核磁滴定及理论计算结果均证明,PPS和Al³⁺可以络合比1∶1进行反应,生成平面结构的化合物。该探针具有低的细胞毒性且成功用于HeLa细胞的显色成像,有望被开发利用为具有AIE聚集效应的发光材料及生物体内测定Al³⁺的荧光探针。     

基于萘酰亚胺的次氯酸荧光探针的合成及细胞成像性能研究

以萘酰亚胺结构为荧光发色团,设计开发了一种含C=C双键的、具有分子内电荷转移(ICT)效应的新型水溶性优化的次氯酸荧光探针3-(2-氰基丙烯酸乙酯基)-4-羟基-N-正丙基-1,8-萘酰亚胺(NAEC).添加次氯酸后,探针分子NAEC中的C=C双键被氧化,生成醛基,探针NAEC原有的ICT效应被破坏,产生荧光信号.经核磁、质谱、荧光发射光谱和UV-Vis吸收光谱对其结构和检测性能进行了研究.结果表明,在pH=7.4的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/磷酸缓冲盐溶液(PBS)(V∶V=1∶19)缓冲体系中,探针NAEC可在10s内完成对次氯酸的检测,荧光分析检测限为2.4nmol/L,斯托克斯位移为100nm;探针NAEC显示出较强的抗干扰性,能在其他活性氧、小分子生物硫醇及常见阴离子等22种干扰物存在下完成次氯酸的专一检测.同时,该探针分子的膜透性与生物相容性良好,具备较好的活体内源性ClO-荧光成像能力,在生物检测及环境监控等领域具有良好的应用前景.     

一种比率型内源性次氯酸根荧光探针的构建及应用

基于香豆素醛与萘酰亚胺双荧光团构建了一种比率型荧光探针(探针1)。基于C=N双键将香豆素醛与萘酰亚胺连接,增加了探针1整体的共轭度而产生黄绿色荧光。在次氯酸根(ClO~-)的作用下,探针会氧化水解为蓝色荧光的香豆素醛,实现对ClO~-的比率监测。利用吗啉环的定位功能将探针引入到溶酶体内部,RAW 264.7细胞的荧光成像证明探针1可用于内源性ClO~-的比率监测。     

基于1,8-萘酰亚胺与罗丹明B间荧光共振能量转移的高选择性Hg2+比率荧光探针

以罗丹明B与1,8-萘二甲酰亚胺反应合成了1个高选择性Hg²⁺比率荧光探针(RN). 在甲醇/乙腈/4-羟基哌嗪乙磺酸缓冲溶液(pH=7.2, 体积比8:1:1)中, RN对Hg²⁺具有比色和比率荧光双重响应. 加入Hg²⁺后, RN的紫外-可见光谱在约556 nm处产生强吸收, 溶液由浅绿色变为橙色, 其它金属离子对RN的紫外-可见光谱几乎无影响. 无Hg²⁺存在时, RN的荧光光谱在540 nm处出现萘二甲酰亚胺荧光团的特征峰; 加入Hg²⁺后, 540 nm处的发射带逐渐消失, 同时在580 nm附近产生强荧光, 荧光颜色从绿色变为橙色. 这归因于从萘酰亚胺到开环罗丹明B的荧光共振能量转移(FRET), 探针RN对Hg²⁺的比率荧光响应具有高选择性, 不受其它共存金属离子的干扰.     

基于1,8-萘酰亚胺的多分析物荧光探针的构建和应用

生命受细胞内复杂的代谢过程控制。科学界正在进行的努力之一是研究和理解这些动态生化反应以及生物分子在维持生命中的作用。荧光探针具有操作简单、成本低、灵敏度高、可在活体中多通道和实时可视化等优点,已被广泛用于分析物在生理和病理过程中的可视化研究。然而,多数荧光探针只可响应单分析物,不适于复杂生物体系中多分析物的分析检测。近5年来,以1,8-萘酰亚胺为荧光报告基团的多分析物荧光探针在生物或环境领域得到了快速的发展。依据探针荧光发光机制,本文将其分为单发光机制(PET、ICT和FRET)、双发光机制(PET-ICT、PET-FRET和ICT-FRET等双机制协同作用)等方式,综述了国内外基于1,8-萘酰亚胺的多分析物荧光探针在设计策略、识别过程、光学性质和细胞成像等方面的新进展,并对此类荧光探针的发展趋势和挑战进行了展望。     

1,8-萘酰亚胺衍生物的设计、合成及其对半胱氨酸的识别研究

巯基氨基酸水平异常与多种疾病相关,其检测仍存在一定的局限,研究检测巯基氨基酸的荧光探针具有一定的价值.以苊为原料合成了61个1,8-萘酰亚胺衍生物,研究了该类化合物的荧光性能及其作为半胱氨酸含量测定的荧光探针的可能性.紫外光谱分析表明1,8-萘酰亚胺衍生物上N-取代基对最大吸收波长无明显影响;荧光光谱(FL)的性能测试显示硝基萘酰亚胺衍生物N-甲基-4-硝基-1,8-萘二甲酰亚胺(4a)～4-硝基-N-间氟苯基-1,8-萘二甲酰亚胺(4s)无荧光,氨基萘酰亚胺衍生物N-甲基-4-氨基-1,8-萘二甲酰亚胺(5a)～4-氨基-N-间氟苯基-1,8-萘二甲酰亚胺(5s)有强烈黄色荧光,而马来酰亚胺萘酰亚胺衍生物N-甲基-4-(1H-吡咯-2,5-二酮-1-基)-1,8-萘二甲酰亚胺(6a)～4-(1H-吡咯-2,5-二酮-1-基)-N-(间氟苯基)-1,8-萘二甲酰亚胺(6s)有微弱蓝色荧光,其中7个马来酰亚胺萘酰亚胺衍生物探针对半胱氨酸(Cys)溶液有荧光点亮效应.对7个探针加入21种其它氨基酸作为干扰项的测试显示探针对半胱氨酸检测有良好的选择性.研究了不同pH值下荧光强度,检测探针与半...     

新型壳聚糖荧光纳米粒的制备及pH敏感性能研究

以合成的具有羧基官能团的萘酰亚胺类化合物为荧光团,通过酰氯化法活化其中的羧基,并选用生物相容性较好的水溶性高分子聚合物——羧甲基壳聚糖(CMCS)为基质材料,以化学键合的方式将荧光团引入到CMCS基体中,得到新型荧光材料萘酰亚胺修饰羧甲基壳聚糖CMCS3N.通过红外光谱、紫外光谱及透射电子显微镜对CMCS3N的结构和形...     

含有萘酰亚胺单元的铕配合物合成及其发光性能研究

通过在邻菲啉中性配体上引入萘酰亚胺发色团,合成了新型含有萘酰亚胺单元的铕配合物Eu(DBM)3(PNI-phen).通过控制激发,可以得到具有萘酰亚胺和Eu³⁺特征发射的荧光光谱.通过荧光光谱和激发光谱研究了铕配合物的能量传递及发光机制.     

新型固态荧光增强的萘酰亚胺衍生物的合成与发光行为

萘酰亚胺及其衍生物由于其独特的光物理性质、光稳定性和电子接受能力而广泛应用于荧光传感器、光电材料等领域。本文设计并合成了一种新型固态荧光增强的萘酰亚胺衍生物,其结构经¹H NMR、 ¹³C NMR、 MS和IR表征,并研究了该化合物的固态和溶液发光行为。结果表明：该化合物不仅在稀溶液中表现出可调谐的可见光发射,而且表现出固态荧光增强,这种行为与ACQ和AIE发色团明显不同。     

萘酰亚胺罗丹明汞离子荧光探针的合成与性能研究

以罗丹明6G、香草醛、水合肼、1,8-萘酐为原料,通过酰亚胺化、亲电取代、亲核取代、希夫碱反应的方法合成了萘酰亚胺罗丹明汞离子荧光探针。通过核磁、红外等对产物结构进行表征。利用紫外和荧光光谱研究了其光学性能及对金属离子的识别响应。结果表明,产物在555 nm处,水:乙醇=8:2(V/V)介质中能对Hg~(2+)有专一识别作用。探针对Hg~(2+)响应的线性范围在63.77~93.29 ng/m L,r=0.9991,检出限为50.72 ng/m L,对Hg~(2+)响应灵敏度高,检出限低,是一种性能良好的荧光探针。     

荧光探针法研究新型Gemini表面活性剂在水溶液中的聚集行为

以芘为荧光探针、二苯酮为猝灭剂,用稳态荧光探针法测定了新型Gemini表面活性剂的临界胶团浓度(CMC)、胶团聚集数(N_agg)及胶团微极性.研究了Gemini表面活性剂结构和氯化钠浓度对CMC、N_agg、胶团微极性的影响.结果表明,新型Gemini表面活性剂的CMC比常规表面活性剂的CMC低1—2个数量级.当疏水基碳原子数增加时,CMC依次降低,N_agg增大,胶团微极性减小.当氯化钠浓度增大时,N_agg增大,胶团微极性减小.     

基于芳基炔醛共轭延伸的1,8-萘酰亚胺的高选择性比色和荧光氰离子探针

以N-丁基-4-溴-6-硝基-1,8-萘酰亚胺与邻炔基苯甲醛经Sonogashira偶联反应合成了1个高选择性的氰根离子荧光探针4.在乙腈溶液中,探针4对氰根离子具有比色和荧光双重响应.加入氰根离子后,探针4的紫外-可见光谱在540 nm处产生新吸收峰,溶液由无色变成浅紫色,其他阴离子对探针4的紫外-可见光谱几乎无影响.无CN-存在时,探针4的荧光光谱在484 nm附近产生强荧光,加入CN-后,484 nm处的发射带逐渐消失,同时在600 nm附近产生一组新峰,荧光颜色从浅绿色变成浅棕色.这归因于CN-对不饱和醛基进行加成,进而通过共轭炔基影响萘酰亚胺荧光团上的电荷转移.同时,探针4在乙腈/水(体积比9∶1)混合体系对阴离子的干扰实验进行了详细的研究.     

一种苯并咪唑衍生物的合成及对Mg2+的识别研究

本文利用2-氨基苯并咪唑和5-溴水杨醛反应制得一种具有聚集荧光增强性质的探针L。探针L可以在DMSO体系下对镁离子具有很好的识别效果,并且探针L随着水含量的升高荧光强度在逐渐增强,在水含量达到90%表现出明显的荧光增强现象且发射波长发生明显的红移,在495nm处出现最强发射峰,检测限达到3.49×10^-5 M,能够有效地检测Mg²⁺,同时探针L的AIE性质具有了成为发光材料的潜能。