一氧化氮荧光分子探针

一氧化氮（NO）在生物体中扮演重要的角色,对其选择性识别引起了人们极大的兴趣。本文综述了两类NO荧光分子探针的研究进展,即含金属离子的NO荧光分子探针：如Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、 Ru(Ⅱ)、Rh(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)配合物作为荧光打开的NO分子探针;邻苯二胺类荧光分子探针：如2,3-二氨基萘（DAN）、二氨基荧光素衍生物（DAFs）、二氨基罗丹明衍生物（DARs）、硼二吡咯甲基衍生物（BODIPY）和三碳菁衍生物（DAC）等。     

两种新型氯代荧光素探针染料的合成和表征

研究了两种具有空间连接链的新型氯代荧光素探针染料4',5'-二氯-6-(5-羧基戊氨基羰基)荧光素和2',7'-二氯- 6-(5-羧基戊氨基羰基)荧光素的合成. 以氯代间苯二酚和苯三酸酐为起始原料经7步反应得到了目标化合物, 产率良好. 测定了目标产物的荧光性能, 结果显示该化合物具有很高的荧光量子产率, 与荧光素母体相比其激发和发射波长明显向长波方向移动. 所得产物结构经1H NMR, IR, MALDI-TOF MS以及元素分析进行了表征.     

基于香豆素荧光团的高选择性Fe~(3+)荧光分子探针研究

设计合成了四种含有酰胺和酯基结构的香豆素荧光分子探针,其结构通过1H NMR、13C NMR和HRMS进行了表征,并对探针进行了常见金属离子识别性能的研究。发现该类探针对Fe3+产生荧光淬灭性响应,其中7-位带有二乙氨基的2-(7-二乙氨基香豆素-3-甲酰胺基)乙酸乙酯(C3)和3-(7-二乙氨基香豆素-3-甲酰胺基)乙酸丙酯(C4)对Fe3+的淬灭比例达到99.5%和99.6%,可作为识别Fe3+的探针。     

5-N,N-二乙氨基-2-(吡啶-2’-亚氨甲基)苯酚的合成及其对Zn~(2+)的识别

本文利用2-氨基吡啶与4-N,N-二乙氨基水杨醛反应合成了5-N,N-二乙胺基-2-(吡啶-2’-亚氨甲基)苯酚(探针L),并对其结构进行了表征。在DMSO/Tris(体积比6∶4,p H=7. 4)溶液中,探针L高选择性荧光"关-开"识别Zn2+,在365nm紫外灯照射下,由无荧光变成蓝色荧光。实验表明,探针L与Zn2+的结合比为1∶1,结合常数为2. 6×103L/mol,检测限为9. 39×10-7mol/L,p H适用范围为7～11,并可检测水样中的Zn2+。     

一种新型比色荧光增强型CN~-探针的合成与性能研究

设计并合成一种具有席夫碱结构的新型荧光增强型探针7-(二丁基氨基)-2'-[(2-羟基苯亚甲基)氨基]-3-甲基-1-苯基-1H-螺[色烯并[2,3-c]吡唑-4,1'-异吲哚啉]-3'-酮(SCPz-S),通过(~1H NMR、~(13)C NMR及高分辨质谱(HRMS)对其结构进行了表征.利用紫外-可见光谱和荧光光谱考察探针SCPz-S的离子识别性能,研究发现探针SCPz-S在THF/H_2O(V∶V=1930∶50,5 mmol/L Tris-HCl,pH=7.4)中对CN-具有比色和荧光上的双重响应.加入CN-后,探针SCPz-S的体系会由无色变为淡黄色,在575 nm荧光增强1060倍.探针SCPz-S拥有良好的抗干扰能力和很广的p H适用范围(pH=3~12).探针对CN-的检出限达到1.121×10~(-8) mol/L,并对其识别机理进行了研究.     

荧光素衍生物作为Hg2+比色/荧光双模式检测探针及其荧光成像

合成并表征了一种荧光素衍生物——硫代异氰酸苯酯荧光素(FHBS);采用紫外-可见光谱和荧光光谱,在乙醇/4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)(体积比1∶1,pH=7.0)溶液中,研究了FHBS作为检测探针对Hg2+的识别性能.结果表明,该探针对Hg2+具有高选择性和灵敏性,其它阴、阳离子的存在不干扰其对汞离子的测定.另外,Hg2+的加入使探针溶液从无色变为亮黄色,荧光从无色变为亮绿色,因此该探针为Hg2+的比色/荧光双模式探针,并可用于细胞的荧光成像.     

荧光猝灭型硼氟二吡咯类Cu2+探针的合成及其生物细胞成像的应用

设计合成了一个反应型的硼氟二吡咯(BODIPY)类荧光探针1,该探针以吡啶-2-羧酸苯酚酯基为识别基团。通过~1H NMR、~(13)C NMR和HRMS表征了1的结构,并解析了其晶体结构。光谱分析实验结果显示,探针1具有高的荧光量子产率(0.79),对Cu~(2+)具有较强的选择性识别性能,并能成功应用到生物细胞中Cu~(2+)的成像检测。     

新型可用于荧光标记的α-氰基丙烯酸酯单体的合成及在小鼠活体成像中的应用

设计合成了新型含有荧光基团的α-氰基丙烯酸酯单体,并与其它α-氰基丙烯酸酯单体共聚,得到产生荧光的聚氰基丙烯酸酯材料.将其包埋在小鼠背部肌肉层,可获得良好的荧光成像效果.通过对荧光强度的监测,初步研究了聚氰基丙烯酸酯材料中的侧链酯基在小鼠体内的降解情况.单体合成是以蒽合氰基丙烯酸和4,4'-二甲氧基三苯基-氨基己醇为原料,得到蒽合氰基丙烯酸(4,4'-二甲氧基三苯基-氨基己醇)酯,脱保护后再将异硫氰酸荧光素以化学键合的方式标记在末端氨基上,脱蒽还原烯双键后,得到可用于荧光标记的α-氰基丙烯酸(异硫氰酸荧光素-氨基己醇)酯单体.反应中间体及单体结构采用核磁共振氢谱和质谱进行表征.该单体及其高聚物均可在激发光(488 nm)和发射光(525 nm)条件下观察到明显荧光.     

新型罗丹明类Ca2+荧光探针的合成及光谱性能研究

以2-氨基酚和3-(二乙基氨基)苯酚为原料,经过5步反应合成了新型罗丹明类荧光探针化合物,研究发现该化合物对Ca2+具有较高的选择识别性能,并且受常见离子的干扰较小.探针的荧光强度与Ca2+浓度(2×10-6～5×10-5mol/L)呈较好的线性关系.     

一种响应速率匹配的双反应探针用于荧光识别硫化氢

以6-氟-7-氨基香豆素为荧光基团,氟代叠氮和7-硝基苯并氟咱(NBD)-哌嗪为H_2S反应基团和荧光淬灭基团,合成一种双反应H_2S荧光探针.探针对H_2S的识别性质研究表明,探针的两个反应基团与H_2S响应速率匹配,探针对H_2S具有高选择性和灵敏性,其荧光增强约3600倍,检测极限为4.0×10~(-8)mol/L.酶活性测试表明,探针可用于胱硫醚β合成酶(CBS)酶活性检测和抑制剂筛选.细胞成像实验表明,探针可用于细胞内H_2S的成像研究.     

一种基于喹唑啉-4(3H)-酮的烯胺酮型荧光探针对CN~-的反应型识别研究

设计合成了一种基于喹唑啉-4(3H)-酮衍生物的烯胺酮型荧光探针QA。在DMSO溶液中,探针QA对CN~-具有高度的选择性识别作用,表现为荧光增强并蓝移,其识别机制为CN-对QA发生迈克尔加成反应。此外,探针QA对CN~-响应快速,检测限低至1.75×10~(-7)mol·L~(-1)。     

香豆素-亚胺型Cu~(2+)识别荧光探针的合成及性能

以2,4-二羟基水杨醛为原料经Knoevenagel缩合反应、脱乙酰化反应,再与4-二乙氨基水杨醛经缩合反应,进而通过甲基化合成了新型的香豆素荧光探针.利用核磁共振氢谱(1 H NMR)、碳谱(13 C NMR)和高分辩质谱对所合成的目标化合物进行了结构确认,并测定了其荧光光谱.结果表明,目标化合物对Cu2+有较好的选择性和灵敏度,且当Cu2+浓度在0.66~10μmol·L-1范围内时探针的荧光强度与其浓度有较好的线性关系.Job分析法表明探针与金属离子作用形成1∶1结合的络合物.     

铜(Ⅱ)荧光探针的合成及其识别性能研究

以水合肼和4-(二乙氨基)水杨醛为原料,通过席夫碱反应合成了Cu~(2+)荧光探针。采用荧光和紫外等方法研究了其对金属离子的识别性能。结果表明,该探针在80%(V/V)的乙醇水溶液中对Cu~(2+)有较好的选择性、灵敏度并可裸眼识别,检测限为0.32 nmol/L。     

新型香豆素类荧光探针的合成及其对Cu~(2+)的识别性能

以2-羟基-4-甲氧基苯甲醛和丙二酸二乙酯为起始原料,设计并合成了一种新型的Cu~(2+)荧光探针7-甲氧基-2-氧代-N-[2-(苯基氨基)乙基]-2H-色烯-3-甲酰胺(NPC),其结构经~1H NMR,~(13)C NMR,MS(EI)和元素分析表征。并研究了室温下,NPC在乙醇和水的混合溶液中对Cu~(2+)的识别性能。结果表明:NPC对Cu~(2+)表现出荧光猝灭效应,具有对Cu~(2+)的选择性识别性能。     

一种基于吗啉衍生物的Fe3+/Cu2+荧光探针

以9-蒽醛为荧光基团,吡唑和吗啉为识别基团,合成了一种荧光分子探针4-((3-(1-苯基-5-吡啶基-4,5-二氢-1H-吡唑-3-基)蒽-9-基)甲基)吗啉(L)。其结构经1H NMR、13C NMR表征,利用荧光发射光谱和紫外吸收光谱研究其离子识别性能。结果表明,探针L对Fe~(3+)和Cu~(2+)具有较强的选择性识别性能,荧光量子产率分别从0.47降到0.21和0.14;探针L的溶液颜色分别从淡黄色变为棕褐色和蓝色,裸眼可判断探针L选择性识别Fe~(3+)和Cu~(2+)。另外,根据Fe~(3+)、Cu~(2+)和H+不同组合时探针L的量子产率构建了分子水平上的三输入"NOR"逻辑门电路。     

基于苯并吲哚的荧光探针对Al3+的识别及应用

设计合成了一种结构简单且基于苯并吲哚衍生物的荧光探针(H),通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱研究了荧光探针H对金属阳离子的识别性能。 结果表明,在乙醇(EtOH)和4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲液(pH=7.4) (体积比为1:1)的混合溶液体系中,荧光探针H对Al³⁺有专一性识别且不受其它金属阳离子干扰。 探针H与Al³⁺的配合比为1:1,配合常数K_a为0.52×10² mol/L,检测限为1.75 μmol/L。 探针通过荧光发射光谱对水样及食品中的Al³⁺进行了定量检测,具有一定实际应用价值。     

基于4-(N, N-二乙氨基)水杨醛席夫碱类荧光探针的研究进展

4-(N,N-二乙氨基)水杨醛是染料及有机合成的重要中间体,也是具有亲水性质的生色团,其醛基常被用来制备席夫碱进而开发新颖的探针分子。本文介绍了对于一些常见离子如Al~(3+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Hg~(2+)、Co~(2+)、F~-、CN~-等进行荧光识别和检测的基于4-(N,N-二乙氨基)水杨醛合成的席夫碱类荧光探针,这些探针具有较高的选择性和灵敏度,并有很好的细胞通透性和较低的细胞毒性,有一定的实用价值。本文为此类荧光探针在环境、生物、食品中的实际检测和应用研究提供了理论依据和实践基础。     

基于C=N异构化吖啶酮类荧光探针的设计、合成及识别性能研究

以吖啶酮为荧光团,通过配位抑制C=N异构化实现探针的关-开识别,设计并合成了一种荧光探针,4-((呋喃-2-亚甲基)氨基)吖啶-9(10H)-酮(4-AAF),结构经过氢谱和碳谱确认。系列实验和理论模拟研究了该化合物的识别性能,研究结果表明,在水:乙醇(V:V=3∶7)的缓冲溶液中,4-AAF能够选择性识别Hg~(2+),同时具有较强的抗干扰能力,荧光滴定和Job’s plot实验表明4-AAY与Hg~(2+)的配位关系为1∶1,最低检出限为9.74×10~(-7)mol/L。     

一种基于“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移”机制的苯并噻唑衍生物荧光探针及其对次氯酸根的识别

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的荧光探针(Z)-O-(2-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-(2-氰基-2-(4-氰基苯基)乙烯基)-6-甲基苯基)二甲基硫代氨基甲酸酯(HBTY-N),探针在Tris溶液(p H=7)中能够通过荧光“Off-On”变化,高选择性识别Cl O-.向该探针中加入ClO^-后溶液由无荧光变为橙红色荧光,斯托克位移为235nm,且识别响应快速.探针HBTY-N对ClO^-的检测限为2.127×10-7 mol/L, pH适用范围为1～10,并且有较强的抗干扰能力.机理研究表明,在ClO^-的作用下,探针通过“氧化去保护”机制释放出具有“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移(AIE+ESIPT)”性质的荧光团(Z)-4-(2-(3-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-羟基-5-甲基苯基)-1-氰基乙烯基)苄腈(HBTY),量子产率由0变为42.88%.此外,探针HBTY-N可对活细胞中ClO^-进行荧光成像,且对细胞毒性低,还可用于实际水样中的ClO^-检测,具有潜在的应用...     

稀土-荧光素双重荧光响应pH探针分子的合成与荧光性质研究

将含有8-氨基喹啉与荧光素衍生物缩合的席夫碱QZ1与铕髥的TTA(噻吩基三氟乙酰丙酮)化合物作为基本原料合成了新的铕髥-荧光素化合物Eu-QZ1,并对其进行了光谱表征。化合物Eu-QZ1在470 nm光的激发下产生荧光素的特征绿色荧光(530 nm)。在从碱到酸(pH从9.0到6.0)滴定过程中该荧光的强度增强了接近5倍,其pKa值计算为7.30。在370 nm光的激发下,Eu-QZ1发射稀土铕髥离子的特征红色荧光(主峰位于612 nm)。在从酸到碱(pH从5.5到8.5)滴定过程中,该荧光的强度增强了接近10倍,其pKa值计算为7.39。这些结果表明Eu-QZ1是1个高灵敏度双荧光响应的pH探针。细胞试验表明Eu-QZ1具有良好的细胞通透性,能够在红光和绿光两个位置标记海拉细胞中的pH范围。