基于新型萘环稠合硼氟二吡咯化合物(BODIPY)的氟离子荧光探针及其细胞成像研究

设计、合成了一种基于新型萘环稠合硼氟二吡咯化合物(BODIPY)5的氟离子比率计量型和荧光猝灭型分子探针.通过紫外-可见光谱实验发现,该探针在氟离子存在时光谱红移100nm,进入近红外区域,可用于肉眼比色检测.荧光光谱分析表明,氟离子可促使荧光猝灭.细胞成像研究表明探针分子5可在活体细胞中专一性地识别氟离子.     

汞离子荧光探针的研究进展

综述了近几年来用于检测汞离子的荧光探针的研究进展,重点介绍了以氟硼二吡咯(BODIPY)、罗丹明、1,8-萘酰亚胺作为荧光团的汞离子荧光探针的结构和设计原理,概述了这些汞离子荧光探针在检测过程中的优点,并展望了这些汞离子荧光探针的研究和发展方向.     

基于BODIPY衍生物的氟离子荧光比例探针的研究

利用有机合成中Si-O键受氟离子（F-）作用断裂形成O-的机理,开展了以荧光染料BODIPY-PhOSi作为荧光探针检测溶液中的微量氟离子的研究。BODIPY-PhOSi受氟离子作用形成BODIPY-PhO-,引起荧光强度变化,从而达到检测微量氟离子的作用。实验通过有机反应合成了荧光探针BODIPY-PhOSi,然后采用荧光光谱仪进行低浓度溶液中微量氟离子滴定实验,得到不同浓度氟离子的荧光光谱曲线,谱图分析表明荧光探针BODIPY-PhOSi对氟离子的响应呈比例比色型,通过数据计算得到荧光探针的最小检测限,在对比实验中氟离子检测表现出了良好的选择性。     

铜离子荧光探针的研究进展

高选择性、超灵敏性铜离子荧光探针的设计和开发,在环境检测、食品安全及人体内微量铜元素探测等领域具有重要意义。本文根据荧光分子探针对铜离子的识别机制和化学结构特点,从罗丹明、香豆素、芘基团、萘酰亚胺、氟硼吡咯及其他荧光基团等发色团出发,综述了近年来铜离子荧光探针的研究进展。参考文献27篇。     

基于萘酰亚胺的Hg~(2+)和Cu~(2+)荧光探针

通过衍生化4-氨基-1,8-萘二甲酰亚胺合成了一个含有酰胺基和磺酰胺基配位点、可以选择性识别汞离子和铜离子的荧光探针(NAS)。在乙醇/4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲溶液中,NAS显示淡黄色弱荧光,加入汞离子后变为蓝色强荧光,而铜离子能引起NAS荧光猝灭。常见金属离子对这两种离子的检测都没有影响,但铜离子会影响NAS对汞离子的荧光增强响应。通过质谱分析,并参考有关4-酰胺基萘二甲酰亚胺类荧光探针的研究文献,提出了NAS分别与汞离子及铜离子的配位结构。     

氟离子荧光探针设计、合成与应用的新进展

近年来,生物体内外微量氟离子的识别与检测,受到了越来越多的关注.其中,由于荧光检测技术具有灵敏性高、选择性好、操作方便等优点,不断有各种新颖的氟离子荧光探针被设计与合成.根据荧光探针的结构特点和识别机制,将氟离子荧光探针分为去质子化型和反应型两大类,从绿色化学的观点出发,重点综述了近三年来国内外氟离子荧光探针在分子设计、合成与应用的新进展,并展望了氟离子荧光探针的发展方向.     

一种蒽醌类荧光探针的合成及对氟离子的检测性能

以1,4-二羟基蒽醌为荧光团,叔丁基二甲基氯硅烷为识别基团,设计合成了新型氟离子探针分子1,4-二-(叔丁基-二甲基-硅氧基) 蒽醌(AQTB1),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和MS(ESI)表征。采用FL和UV-Vis详细研究了响应时间、溶液pH值、干扰离子、氟离子浓度对探针AQTB1检测性能的影响。结果表明：探针AQTB1在pH=3~12的缓冲溶液中,实现了对氟离子的高效检测,并不受干扰离子影响。通过FL, IR和MS(ESI)对探针AQTB1检测机理进行研究,结果表明：加入氟离子后,探针分子中的Si-O键断裂,荧光较弱的AQTB1转化为荧光较强的1,4-二羟基蒽醌,实现氟离子的精确定量。实际样品分析实验中,3种不同水样中氟离子的加标回收率为88.0%～109.5%,相对标准偏差(RSD)低于8.5%。     

含有酚羟基的吖嗪类荧光探针的阴离子识别与传感研究

设计合成了含有酚羟基的萘吖嗪类荧光探针分子,利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了探针分子的阴离子识别和光化学传感性能。研究结果表明,该探针分子可以通过比色（紫外-可见吸收光谱）和荧光发射光谱双通道识别检测氟离子。该探针分子是一类比率型阴离子荧光探针,作用方式为探针分子酚羟基的去质子化作用,这种激发态质子转移（ESIPT）是探针分子呈现比率荧光特性的原因。通过本实验不但可以让学生掌握紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱仪的使用方法,还能培养学生在分子识别与光化学传感领域的科研兴趣。     

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.     

红移型Cu(II)离子比率荧光探针的光物理性质

应用密度泛函理论(DFT)及含时密度泛函理论(TDDFT)方法研究了N-丁基-4,5-二[2-(苯胺基)乙胺基]-l,8萘酰亚胺红移型铜离子比率荧光探针的光物理性质. 通过探针分子与金属离子结合前后的几何构型优化, 结合自然键轨道分析, 揭示了探针分子对铜离子的识别作用. 通过激发态计算阐明了光诱导分子内电荷转移(ICT)机理. 研究结果表明, 由于Cu(II)离子络合导致萘胺脱氢, 带负电荷的胺基N原子与萘环形成C＝N双键,延长了共轭体系; N的非键电子向Cu(II)离子的空d轨道转移一个电子, 抑制了Cu(II)离子的顺磁效应所导致的荧光淬灭, 受光激发后, 共轭N与萘环之间发生n→π^*电子转移导致ICT效应和荧光红移.     

荧光分子开关的合成与性能测定综合实验教学设计

设计合成了含有酚羟基的BODIPY基荧光探针分子1,通过紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和氢谱核磁滴定手段研究了探针分子1的阴离子识别与传感性能。研究发现探针分子1可以通过氢键作用选择性键合氟离子,而1-F-复合物可以作为硫酸氢根离子的关-开型荧光探针。探针分子1还可以进一步发展为氟离子和硫酸氢根离子调控的荧光分子开关。结合课堂教学和拓展阅读,使学生进一步了解了荧光分子开关的知识,培养了学生科研兴趣。     

基于氟引发串联释放的氟硼二吡咯类荧光探针的合成及其识别性能

以4-羟基氟硼二吡咯为荧光团,叔丁基二苯基硅基(TBDPS)作活泼羟基的保护基,设计合成了一种新颖的基于氟离子切断硅氧键,引发释放的氟硼二吡咯类氟离子荧光探针R.光谱实验研究表明,该荧光探针和氟离子作用后,紫外吸收光谱在605 nm处出现新的吸收峰,含R的溶液由橙黄色变成蓝色;荧光发射光谱中在514 nm处最大发射峰出现下降,荧光颜色由绿色变成荧光淬灭.此外,将荧光探针R应用于试纸条件下也能实现对氟离子的裸眼检测.     

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。     

2[(N-乙基)-1-吩噻嗪基]腙的合成及聚集荧光增强性能

以氮-氮单键连接2个吩噻嗪环构成共轭结构, 合成了2[(N-乙基)-1-吩噻嗪基]腙, 并对其进行了结构表征. 该化合物在四氢呋喃溶剂中呈分散态时无荧光; 在四氢呋喃/水混合溶剂中呈现聚集荧光增强. 荧光增强是由于聚集态中分子内单键旋转受分子堆积效应的阻碍, 氮-氮单键连接的2个吩噻嗪环趋于平面化以及J-聚集体形成的协同作用使非辐射跃迁减少所致. 同时, 利用这种聚集荧光增强性质考察了该化合物对血红蛋白的探针识别性能.     

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...     

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。     

萘酰亚胺类荧光分子探针的研究进展

荧光分子探针作为一种有效的金属离子检测手段,不仅使用方便,而且具有高灵敏度,高选择性等突出的优点.作者综述了萘酰亚胺类荧光分子探针的最新研究进展;指出萘酰亚胺化合物具有独特的荧光化学性质(如荧光量子产率高、荧光发射波长适中、斯托克斯位移大、光稳定性好、结构易于修饰等),因此被广泛应用于荧光探针研究领域,并且在合成、离子识别、检测及细胞成像等方面不断取得新的应用.     

硝基取代苯腙类荧光受体的阴离子识别与传感性能

合成了含萘荧光基团的硝基取代苯腙类受体,利用紫外-可见分光光度法、荧光发射光谱法和核磁等方法研究了受体的阴离子识别与光化学传感性能. 结果表明,在DMSO有机溶剂体系中,单硝基取代受体选择性比色和荧光识别氟离子,而双硝基取代受体可以比色和荧光识别氟离子和醋酸根离子. 归因于腙=N-NH基团质子酸性的进一步增强,双硝基取代受体能够在DMSO-H2O体系中实现对氟离子的比色和荧光识别. 此类受体是有效的“off-on”型阴离子荧光传感分子.     

一种可用于直接检测空气中异氰酸酯的比率型荧光探针

异氰酸酯是一类广泛使用的化工原料，但容易挥发到空气中对人体健康造成危害.因此，建立一种快速、方便检测空气中异氰酸酯的方法具有重要的意义.合成了一种荧光探针（N-正丁基-4-羟基-1，8萘二酰亚胺），能与异氰酸酯快速反应，从而使探针的荧光颜色由黄绿色转变为蓝色，实现对异氰酸酯的比率型荧光检测.同时，该探针对异氰酸酯的响应具有灵敏性和选择性.反应机理研究表明，探针萘环4位上的羟基与异氰酸酯基（-NCO）反应生成了氨基甲酸酯基团.为了直接检测空气中的异氰酸酯，制备了一种基于该探针的检测试纸，实现对空气中异氰酸酯高灵敏性、高选择性的检测.该方法对空气中异氰酸酯的检测具有实际意义，同时也为挥发性有机物的检测提供了参考.     

一种吡嗪基修饰的罗丹明类荧光探针的合成及性能研究

设计合成一种新型的罗丹明类荧光探针,通过核磁共振氢谱和电喷雾质谱(ESI)对其结构进行表征。通过可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行检测,包括:荧光滴定、荧光时间响应、离子干扰、pH响应等。结果表明:该探针可以专一性的识别锡离子,而不受其他金属离子的干扰;响应时间为5 min,线性检测范围为0~30μmol/L,检测限为1μmol/L。表明该探针是一种性能良好的荧光探针。