新型萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子的合成、荧光共振能量转移及细胞成像

通过Click反应合成了萘酰亚胺-氟硼二吡咯复合结构荧光分子1-(2-(4-(1,3,5,7-四甲基氟硼二吡咯基)苯氧基)乙基)-4-(4-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺)-1,2,3-三唑(NP-BODIPY),化合物结构经核磁共振氢谱、核磁共振碳谱以及高分辨质谱确征.NP-BODIPY存在从萘酰亚胺能量给体到氟硼二吡咯能量受体之间的分子内荧光共振能量转移.制备了负载萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光染料NP-BODIPY的二氧化硅荧光纳米粒子NP-BODIPY/Si O_2,粒径为50 nm,测定了NP-BODIPY的紫外可见吸收及荧光光谱.NP-BODIPY的固体在暗室中紫外灯下呈紫红色荧光;NP-BODIPY的THF溶液呈明亮的绿色荧光,荧光发射在430和510 nm呈双峰结构,荧光量子产率为0.67,紫外吸收位于366和500 nm;NP-BODIPY在含水量为80%H_2O/THF混合溶液中的荧光较强,荧光量子产率为0.39,最大荧光峰位于510 nm.将其与人乳腺癌细胞(MCF-7)共同孵化,荧光染料纳米粒子进入MCF-7细胞内并清晰成像.NP-BODIPY/Si O_2荧光纳米粒子亲水性好,尺寸可控,细胞毒性低,生物相容性优,可广泛应用于生物标记及荧光成像.     

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.     

一种萘酰亚胺-罗丹明衍生物的合成、聚集诱导荧光增强及其双通道荧光探针性能

合成了一种萘酰亚胺-罗丹明新型荧光探针N,N'-罗丹明内酰乙氨基-4-吡啶乙烯基-1,8-萘酰亚胺(PNRh),并通过核磁氢谱、核磁碳谱及高分辨质谱结构表征.测定了PNRh的固体、乙醇和水的混合溶液中的荧光光谱,实验发现暗室中紫外灯下固体PNRh发出亮黄色荧光,最大发射波长为592 nm.在乙醇和水的混合溶液中,随着含水量的增加,荧光逐渐增强,当含水量达到100%时,荧光强度最大,溶液则由微弱的蓝色荧光变为暗红色的荧光.研究了荧光分子PNRh对金属离子Hg2+和Cr3+的选择性识别.实验发现PNRh具有聚集诱导荧光增强的性质,可实现对Hg2+和Cr3+的比率和双通道识别,是一种优良的Hg2+和Cr3+检测荧光探针.     

一种聚丙烯酸接枝型荧光纳米粒子的制备、性能及细胞成像

将N-氨基-4-N-甲基哌嗪-1,8-萘酰亚胺(AMN)通过酰胺化反应接枝到聚丙烯酸链上,利用生成的聚合物在水溶液中的自组装, 制备了一种水溶性荧光纳米粒子(PAAMN).采用紫外可见光谱、核磁共振氢谱、透射电镜、动态光散射和荧光光谱方法对PAAMN进行了表征,MTT法检测其细胞相容性,最后用荧光显微镜观察其自身荧光及细胞成像效果.实验结果表明, PAAMN为球状结构,萘酰亚胺荧光团的摩尔取代度为4.1%;在生理pH条件下,以390 nm为激发波长,PAAMN在534 nm处发射较强的荧光,且光稳定性较好;在pH 4.0~10.0范围内,其荧光波长无明显变化,荧光强度随pH值增大而逐渐减小,但pH敏感程度小于AMN.PAAMN具有良好的细胞相容性,能进入细胞,且在~390 nm激发光下发射绿色荧光,可用于细胞成像.     

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。     

近红外Ⅰ区喹啉-氟硼二吡咯荧光染料的合成及其在溶酶体内的荧光成像

通过克脑文盖尔缩合反应合成了一种近红外I区的氟硼二吡咯荧光染料(QBOP-lys), QBOP-lys染料是由喹啉-氟硼二吡咯与两个对吗啉苯乙烯结构共轭连接而成,是一种D-A构型的染料,该染料的结构通过了核磁共振以及高分辨质谱表征.在DMSO溶液中,QBOP-lys最大吸收波长为698nm(摩尔消光系数为5.9×10~4L·mol~(-1)·cm~(-1)),最大发射波长位于770 nm, Stokes位移达到73 nm,荧光量子产率为0.18.此外, QBOP-lys还被制备成水溶性的二氧化硅荧光纳米粒子(QBOP-lys/SiO_2),在纯水溶液中最大发射波长位于726 nm,荧光量子产率达到了0.33,使得QBOP-lys无论是在有机溶剂或者是纯水溶剂中都具有非常好的近红外荧光发射特性.另一方面,QBOP-lys还被用于SGC-7901细胞内的溶酶体成像,染料QBOP-lys与溶酶体商业绿色染料Lyso-TrackerGreen的共定位系数高达0.9.此外,染料QBOP-lys在SGC-7901细胞内孵育48h之后,依然能保持很好的荧光成像效果,可被用于长期的溶酶体追踪成像.染料QBOP-lys的体外实验与细胞实验证明, QBOP-lys是一种非常有应用前景的近红外BODIPY染料.     

基于聚集诱导发光的纳米粒子用于肝癌细胞靶向成像

利用具有聚集诱导发光特性的荧光染料4,4'-[(1E,1'E)蒽-9,10-二基双(乙烯-2,1-二基)]双(N,N-二甲基苯胺)(NDSA), 通过两亲性聚合物二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺(DSPE-PEG-NHS)包覆的方法制备了明亮的橙色荧光纳米粒子, 其最大发射波长为559 nm, 在水溶液中具有2.89%的荧光量子产率. 该纳米粒子具有优异的发光特性和良好的生物相容性. 在该纳米粒子表面修饰肝癌细胞靶向的人类婆罗双树样基因-4(SALL4)抗体后, 荧光纳米粒子NDSA@SALL4可以特异性地靶向肝癌细胞, 还可以在细胞核富集, 呈现出明亮的橙色荧光, 为早期检测肝癌细胞提供了可能.     

萘酰亚胺类荧光染料及共聚型荧光聚氨酯乳液的合成与性能

首先以4-溴-1,8-萘酐、2-氨基-1,3-丙二醇和甲醇钠为原料, 经亚胺化和取代两步反应合成出4-甲氧基-N-(2-羟基-1-羟甲基乙基)-1, 8-萘酰亚胺(MHHNA)活性荧光染料, 然后将其作为扩链剂通过相反转自乳化法制备出了共聚型荧光聚氨酯(PU) (PU-MHHNA)乳液, 并分别采用核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³CNMR)、元素分析、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光光谱、粒度分析、氙灯老化等方法对所得荧光染料的化学结构、PU乳液及乳胶膜的性能进行了表征. 结果表明, MHHNA和PU-MHHNA的荧光量子产率分别为0.73 和0.92, MHHNA的用量对所得PU乳液的胶体性质没有明显影响. PU-MHHNA的丙酮溶液在UV-Vis 吸收光谱上的最大吸收波长(λ_max)为360.6 nm, 在荧光光谱上的最大激发波长(λ_ex)和最大发射波长(λ_em)分别为362和435 nm. 随着温度的升高, PU-MHHNA的荧光强度逐渐降低. PU-MHHNA乳胶膜的耐光色牢度和耐溶剂色牢度均明显高于共混型荧光聚氨酯(PU/MBNA)乳胶膜.     

金纳米颗粒的水相法合成及荧光性能

在水溶液中,以PAMAM树形分子为模板,乙醇为还原剂,制备了树形分子包裹的金纳米颗粒,其水溶性好,可以稳定放置1年以上;通过控制Au3+与PAMAM树形分子的摩尔比,可以得到粒径可控的金纳米颗粒,其粒径范围为1～4nm,分别在385和402nm处出现强的共振瑞利光散射峰和荧光峰.室温下,荧光量子产率达到10%以上,比其它文献报道的金纳米颗粒的荧光量子产率高2个数量级以上,这一特性使其在潜指纹识别、光催化等方面具有很大的应用潜力.     

2-甲氨基-5-(2-芳氧吡啶-3-基)-1,3,4-噻二唑类化合物的合成与荧光性质研究

设计合成了一系列未见文献报道的2-甲氨基-5-(2-芳氧吡啶-3-基)-1,3,4-噻二唑衍生物,其结构均经过1HNMR,IR和元素分析表征.测定了其荧光性能,结果显示此类化合物具有较好的荧光性,其荧光发射波长在384～390nm范围,最大荧光量子产率为0.12.     

一种新型树枝分子的合成及其荧光性质

以芳香八碘代物1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯氨基)]苯乙烯基}苯(TPABI)和4-乙烯基吡啶在钯催化下进行多位点Heck反应,制备得到一种新型荧光树枝分子1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-吡啶乙烯基)苯氨基]苯乙烯基}苯(TPABPy).目标化合物的结构经过红外光谱、核磁共振谱、高分辨质谱确认.树枝分子TPABPy在THF,乙酸乙酯,二氯甲烷,DMF,DMSO溶液中的最大发射波长分别为490,493,510,536,543 nm.Stoke’s位移分别为4717(THF),4969(乙酸乙酯),5330(二氯甲烷),6281(DMF),6398(DMSO)cm-1.在THF和DMF中的荧光量子产率分别为0.87和0.72.在THF和乙酸乙酯中的荧光寿命分别为1.29和1.77 ns.研究了树枝分子TPABPy在不同pH值下的荧光行为,在pH为2.41时荧光强度最大.用循环伏安法测定了分子的前线轨道能级,HOMO轨道能级为-4.94 eV,LUMO轨道能级为-2.38 eV.     

一种红光发射三苯胺吡啶盐的合成及荧光探针性质

以双碘代芳醛4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯甲醛与4-乙烯基吡啶通过钯催化双位点Heck偶联反应制备了中间体TPAPy,TPAPy再与碘代十八烷反应得到吡啶盐衍生物TPAPyS.目标化合物的结构经过红外光谱、核磁共振谱、高分辨质谱确认,测定了吡啶盐TPAPyS在固态、水溶液中及乙醇/水混合溶液中的荧光光谱.吡啶盐TPAPyS在固体状态下发出暗红色荧光,荧光发射峰为654 nm,测得固体量子产率为3.83%.TPAPyS在水溶液中发出红色荧光,荧光发射峰为647 nm.在乙醇/水混合溶液中,化合物TPAPyS的荧光发射峰位于612~640 nm.测定了吡啶盐TPAPyS与牛血清蛋白(BSA)、胱氨酸(DCys)及半胱氨酸(Cys)在生理条件下的光谱行为,吡啶盐TPAPyS与BSA、氨基酸作用后荧光发射强度均增加.吡啶盐TPAPyS是一种可溶于水的红光发射材料,荧光发射峰位于近红外波段,可作为荧光探针用于牛血清蛋白和氨基酸的检测.     

水相一步法合成具有双光子效应的高效橙红荧光聚合物碳点

聚合物碳纳米点是近年来新兴的一种荧光纳米探针,具有较低的生物毒性、良好的水溶性、较高的量子产率、优异的光/化学稳定性以及良好的生物相容性.目前所制备的碳点大都表现出蓝、绿色荧光发射.为实现碳点长波荧光发射,扩大其在生物标记与成像及光电显示方面的应用,本文采用水相一步法交联聚合反应制备了具有橙红荧光发射性质且具有双光子效应的聚合物碳点,发射波长为604 nm,荧光量子产率达到30.64%,并且应用在生物活体成像中.     

PAMAM树形分子模板法原位合成发紫光CdS量子点的研究

半导体纳米粒子由于具有明显的量子尺寸效应,被形象地称为量子点(quantum dots)。量子点的发射波长可以通过改变粒子尺寸进行调节,并且由于是多电子体系发光,其荧光寿命较长,量子产率和光学稳定性能均优于荧光染料,可望成为新一代的发光材料和荧光探针[1,2]。为此,制备尺寸可控、荧光量子产率高、水溶性的半导体量子点成为很多科研人员的研究目标。树形分子科学的发展,为纳米材料的合成开辟了一条崭新的道路。人们利用树形分子独特的结构特征,将其作为纳米反应器和纳米容器,合成了尺寸均匀、分散性好的Ag、Cu、Pt、Pd等纳米簇[3￣7]。1998…     

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.     

含吡啶环的芳香醚-噁二唑类化合物的合成及其光谱研究

为开发新的高强度的有机电致发光材料, 用含烷氧基的取代苯甲酸(2)与2,6-吡啶二甲酰肼(3)在POCl3作用下, “一锅煮”法合成6个结构对称的含吡啶环的芳香醚-噁二唑4a～4f. 通过MS, IR, 1H NMR, 元素分析等手段对其结构进行了表征. 化合物的荧光性能测定结果显示此类化合物具有良好的荧光性, 其荧光发射波长均在347～507 nm范围内, 最大荧光发射波长在384 nm附近处, 且荧光强度较强. 在芳环上引入5-Br基团(4e, 4f), 化合物的荧光发射波长发生红移, 荧光强度有所减弱. 以硫酸奎宁作参比, 测定6个目标产物的荧光量子产率, 5-Br基团的引入对荧光量子产率没有明显影响. 同时讨论了代表性产物4a在不同溶剂中最大荧光激发波长处的荧光量子产率, 发现溶剂极性对该类化合物的荧光量子产率基本没有影响.     

邻苯二胺及其金属配位型含氟聚酰胺磺酰胺的合成与荧光性能

采用溶解聚合法使β-四氟乙烷磺内酯分别与邻苯二胺、二氯-邻苯二胺合锌(Ⅱ)和二氯-邻苯二胺合镉(Ⅱ)开环缩聚,制备出邻苯二胺型和金属配位邻苯二胺型含氟聚酰胺磺酰胺聚合物。通过红外光谱、核磁共振氢谱、电感耦合等离子体发射光谱仪、凝胶渗透色谱等手段,确定其分子链为同时含有酰胺、磺酰胺、氟碳基团、芳环和金属离子的特殊结构;采用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计分析表明:邻苯二胺型含氟聚酰胺磺酰胺具有高荧光量子产率0.65,Cd2+配位后荧光量子产率保持0.65,而络合Zn2+的邻苯二胺型含氟聚酰胺磺酰胺的荧光量子产率降低为0.39,Zn2+对该类聚合物的荧光性能具有选择性。     

一个基于2-(4-二羟基硼烷)苯基喹啉-4-羧酸的长波长水溶性荧光探针

水溶性荧光探针2-(4-二羟基硼烷)苯基喹啉-4-羧酸(PBAQA)能实现儿茶酚的选择性识别,但发射波长较短.PBAQA及衍生物通常在285 nm进行荧光发射.本文报道以PBAQA为building block,通过化学合成制备一个新的二硼酸荧光探针.该化合物具有更长的发射波长,发射波长为364 nm.初步荧光活性测试结果表明,该化合物对多巴胺具有一定结合选择性.对寻找具有较长发射波长的硼酸荧光探针,实现探针分子在嗜铬细胞瘤等细胞组织进行荧光成像具有重要意义.     

模仿绿色荧光蛋白的荧光聚合物的合成和光学性质研究

受绿色荧光蛋白(GFP)荧光增强原理启发,采用开环聚合制备了两亲性聚乙二醇-生色团-聚己内酯(PEG-c-PCL)嵌段聚合物.通过核磁共振氢谱和碳谱(1H-,13C-NMR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等证明其结构和性质.生色团和聚合物有相似的紫外吸收光谱,且最大吸收峰都在371 nm.荧光发射光谱表明,生色团的发射峰在427 nm,但聚合物的荧光发射峰出现了6 nm的红移,这是高分子化引起的结果.透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)证明了该两亲性嵌段聚合物能够组装成为纳米粒子.当聚合物组装成纳米粒子后,荧光强度增大了55倍,并且荧光发射峰出现了14 nm的红移,这些现象可归结于荧光生色团自由旋转的限制和组装导致的相互作用增强.     

聚酰胺-胺树形分子荧光性能研究及其在指纹识别领域应用初探

研究了不同温度、浓度、pH值条件下,不同代数、不同端基类型(酯端基和胺端基)的PAMAM(聚酰胺-胺)树形分子的强荧光发射性能.PAMAM树形分子发射强荧光是沿树形结构方向的酰胺基团中的n→π^*跃迁和其密实的球状结构共同作用的结果.树形分子的荧光强度在低pH值或者低温条件下大幅度提高,并且在稀溶液中与浓度成线性关系,在高浓度或者高代数条件下逐渐偏离线性关系.本文还对上述规律的内在机理进行了研究:第一,低pH值条件下,PAMAM树形分子内的叔胺基被氢离子质子化,酰胺荧光发射中心和叔胺基团之间的光诱导电子转移作用被抑制,甚至中断,因此荧光强度急剧升高;第二,随着温度升高,PAMAM树形分子的去活作用增强,荧光强度降低;第三,浓度超过临界点浓度后,由于浓度消光作用,PAMAM树形分子的荧光强度不再随浓度增加而线性增强.最后,将PAMAM树形分子水溶液用于锡纸上油印潜指纹的识别,经处理后的指纹在365 nm紫外光的激发下发射出蓝色荧光,潜指纹被成功地清晰识别.