主族元素取代的罗丹明近红外荧光染料探针

近红外荧光染料探针因其信噪比高、组织穿透力强、对生物样品光损伤小等优势,在生物荧光成像领域备受瞩目.主族元素取代的罗丹明染料探针,不仅具有生物样品适用的近红外光谱性质,同时还保留了传统罗丹明的诸多优点,其中以硅原子取代的罗丹明分子中的氧原子而形成的硅基罗丹明染料探针最为突出.基于其优越的近红外光化学性质,硅基罗丹明染料探针已经广泛应用于生物样品的荧光识别成像.主族元素取代的罗丹明近红外荧光染料探针的发展,丰富了荧光染料探针的种类和数量,拓展了荧光染料探针的应用.本文综述了近年来主族元素取代的罗丹明染料的发展,主要探讨了探针的设计思路、荧光信号调控机制及其近红外成像应用.     

罗丹明类阳离子荧光探针

罗丹明类荧光染料由于具有摩尔消光系数高、光稳定性好、荧光量子产率高、较长的激发波长和发射波长等优异的光物理和光化学性能,现已成为制备荧光探针的一种理想材料之一。本文综述了近5年来基于螺酰胺环"关-开"机理和荧光共振能量转移(FRET)机理的罗丹明类Cu2+、Hg2+、Fe3+、Cr3+等荧光探针的设计合成、性能及其在阳离子分析方面的研究,介绍了具有良好细胞膜渗透性以及对细胞无毒副作用的罗丹明类阳离子荧光探针在活体或活细胞中应用研究的最新进展,并展望了这类荧光探针的发展趋势与应用前景。     

基于罗丹明染料的金属阳离子荧光探针

罗丹明是以氧杂蒽为母体的碱性呫吨染料,具有优良的光学性质,如延伸到可见光区的吸收及荧光、高的荧光量子产率及大的摩尔吸光系数等,使其成为制备荧光探针的理想生色团。本文综述了近年来用于检测金属阳离子的罗丹明类荧光探针的研究进展,特别是对基于螺酰胺环“关-开”机理、荧光共振能量转移(FRET)机理和光诱导电子转移(PET)机理的罗丹明类铜离子、汞离子、铁离子荧光探针进行了系统的阐述,包括结构特征、检测水平和应用范围。最后提出了这类荧光探针面临的问题与发展趋势。     

一种罗丹明类次氯酸荧光探针的合成与分析应用

通过一步反应合成了一种次氯酸(HOCl)荧光探针罗丹明6G酰肼,利用核磁和质谱对探针结构进行表征,并研究了其检测HOCl的荧光性能。实验结果表明,探针对HOCl的荧光分析具有高的灵敏性和选择性。利用不可逆的氧化还原反应,探针在中性溶液中快速产生与HOCl浓度呈线性比例的荧光增强信号,检测的线性范围为2~400μmol/L,检出限为0.06μmol/L,其他常见活性氧物种对检测影响小。探针能检测自来水中HOCl的含量,并在HeLa活细胞中实现了HOCl的荧光成像。     

一种近红外荧光探针的合成、表征及应用

合成了一种卟啉类小分子荧光探针5,10,15,20-四对羟苯基卟啉(THPP)并对其结构进行表征.通过荧光光谱法,可以分别定性、定量检测铜离子(Cu2+)、焦磷酸根(PPi)及碱性磷酸酶(ALP).研究结果可以转化为一个代表性综合实验,激发学生对科学研究的极大兴趣,培养学生利用综合知识的能力.实验囊括了有机化学、分析化学、生物化学及无机化学等多个学科的多个知识点及多种重要的仪器操作技术,有助于学生综合实验能力的提升.     

一种基于罗丹明类染料的汞(Ⅱ)荧光探针的研究

设计并合成了一种以罗丹明B为基础的Hg~(2+)荧光探针:3',6'-双(二乙基氨基)-2-(-2-1,3,3-三甲基二氢吲哚-2-甲基)氨基)螺[异二氢吲哚-1,9'-呫吨]-3-酮(L1)。在乙醇和水50:50(V:V)的体系中,探针L1对Hg~(2+)表现出高的选择性,当加入10倍当量的Hg~(2+)时,荧光强度增加大约60倍。另外当加入一定量的Hg~(2+)后,可以裸眼观察到溶液颜色由无色变为粉红色。Hg~(2+)浓度在0.80~10μmol/L的范围内具有良好的线性关系,检出限为0.37μmol/L。溶液中除Cu~(2+)之外的其它金属离子对Hg~(2+)的测量几乎没有干扰,探针对Hg~(2+)的检测具有良好的选择性。光谱滴定表明,Hg~(2+)与探针L1形成1:1配合物,同时对该探针进行了实际应用,可用来检测自来水等样品中Hg~(2+)的含量。     

反应型罗丹明类荧光探针

相比于基于非共价键的超分子相互作用的传统荧光探针,反应型荧光探针的识别过程不是通过配位和氢键的相互作用,而是通过与目标物发生化学反应,使得光谱性质或颜色改变,生成不同结构的光活性化合物。近年来,反应型荧光探针主要有三种化学反应类型:底物与受体通过共价键连接;底物作为催化剂,与受体发生不可逆的反应;基于置换反应使底物与受体络合。正是反应型荧光探针利用选择反应的优势识别特定物质,因而提供了方便、快捷、专一的分析检测目标物的方法,具有很高的灵敏度和选择性,受到越来越多的关注。本文综述了近六年来基于反应型罗丹明荧光探针用于检测金属阳离子、活性氧化物和阴离子诱导β-内酰胺开环的最新研究进展,评述其结构和检测性能之间的关系,并展望这类荧光探针的应用前景与发展趋势。     

手性金纳米团簇:一种新型近红外荧光探针

近红外荧光成像具有低背景荧光干扰、强组织穿透力和对生物机体无光损伤等优点, 因此发展具有良好生物相容性、量子产率高、化学及光稳定性好的水溶性长波段近红外荧光探针成为目前的研究热点. 与有机近红外荧光染料相比, 无机纳米近红外荧光探针因其具有较高的摩尔消光吸光系数和荧光量子产率、抗光漂白能力强、发射光谱集中且可调等特点而备受重视. 采用N-异丁酰基-L(D)-半胱氨酸(N-isobutyryl-L(D)-cysteine, L(D)-NIBC)手性对映异构体作为还原剂和稳定剂一步法直接制备得到两种平均粒径小于2 nm的水溶性手性金纳米团簇(L-NIBC-AuNCs和D-NIBC-AuNCs). CD光谱显示二者在230~360 nm波段的圆二色性完美对称, 荧光光谱显示二者均在900~1000 nm的近红外波段具有较强的荧光发射峰, 且二者的荧光量子产率分别达到6.9% (L-NIBC-AuNCs)和8.2% (D-NIBC-AuNCs), 细胞毒性实验表明这两种手性金纳米团簇均无细胞毒性. 上述结果表明两种手性金纳米团簇不仅符合成为近红外荧光探针的基本要求, 而且还具有不对称光学活性和潜在的手性识别能力等独特性质. 手性金纳米团簇具有成为一类全新的近红外荧光探针的潜力, 为将来实现对特定分子通过手性识别来进行体内近红外荧光示踪和成像提供了全新的思路.     

罗丹明类阳离子荧光探针研究进展*

罗丹明类荧光染料由于具有摩尔消光系数高、光稳定性好、荧光量子产率高、较长的激发波长和发射波长等优异的光物理和光化学性能,现已成为制备荧光探针的一种理想材料之一。本文综述了近5年来基于螺酰胺环“关-开”机理和荧光共振能量转移（FRET）机理的罗丹明类Cu²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺等荧光探针的设计合成、性能及其在阳离子分析方面的研究。介绍了具有良好细胞膜渗透性以及对细胞无毒副作用的罗丹明类阳离子荧光探针在活体或活细胞中应用研究的最新进展。并展望了这类荧光探针的发展趋势与应用前景。     

罗丹明类钯离子荧光分子探针

将烯丙基结构引入到罗丹明螺环中, 合成了荧光增强型钯离子探针RPd4. RPd4表现出对Pd²⁺的专一选择性和对其它阳离子良好的抗干扰能力. 探针荧光强度随着Pd²⁺的加入逐渐增强, 并且在微摩尔级呈现良好的线性关系, 通过拟合计算得到对Pd²⁺的检出限为0.51 μmol/L. RPd4具有较低的pK_a值(3.81±0.02), 说明该探针可以在近中性pH范围内对Pd²⁺进行选择性识别. 该探针还可以提供比色及荧光两种方式对Pd²⁺进行可视化检测.     

一种新型一氧化氮比率型近红外荧光探针的制备及应用

该文以邻苯二胺修饰的［c］［1, 2, 5］噻二唑-5, 6-二胺作为一氧化氮（NO）识别基团和电子受体,芴衍生物作为荧光基团和电子供体,合成了一种新型检测NO的近红外荧光探针。通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究探针分子的光谱学性质及检测NO的可行性。该探针与NO反应后生成苯并三氮唑结构,分子内电荷转移（ICT）效应加强,在近红外区的荧光明显增强。相较于传统的增强型或猝灭型NO荧光探针,该文制备的荧光探针通过比率计量荧光检测信号,实现了背景荧光低、抗干扰能力强的NO近红外荧光检测。该荧光探针受外界干扰小,且不与其他活性氧、活性氮反应,能够对不同浓度的NO产生快速、灵敏的荧光响应,对NO的检测线性范围为0～10 μmol/L,检出限为28.88 nmol/L。选择性实验表明,该探针对NO的响应具有专一性和抗干扰性。该文制备的比率型荧光探针能实现NO近红外荧光分析和检测,具有背景荧光低、抗干扰能力强的优点,可用于生物样品中NO的检测。     

一种基于二氰基异佛尔酮的近红外汞离子荧光探针的合成与应用

以二氰基异佛尔酮和4-二乙氨基水杨醛为原料,通过两步反应合成了一种具有近红外发射(675 nm)的荧光探针SAM-S,并对其结构进行了表征。此探针在甲醇/4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)(1∶1,V/V,pH=7.4)溶液中表现出弱荧光,加入Hg²⁺后荧光显著增强,基于此建立了检测Hg²⁺的新方法。本方法具有选择性好、抗干扰能力强、检出限低(0.49μmol/L)等优点。采用此探针检测湖水和自来水中Hg²⁺的含量,加标回收率在99.9%～104.8%之间。探针SAM-S可制作成荧光墨水,有望用于商标包装;由于SAM-S的毒性较低,因此可用于活细胞中Hg²⁺的荧光成像。     

基于罗丹明荧光信号报告基团的细胞通透性铜离子荧光探针

分别以罗丹明B和罗丹明6G为荧光信号报告基团,以增强水溶性为目的的羟乙基肼为修饰基团,合成了反应型的Cu_(2+)离子选择性荧光探针分子L1和L2.紫外光谱和荧光光谱等分析结果表明,探针分子L1和L2对Cu_(2+)离子具有高灵敏度、高选择性的光谱识别行为.探针分子对Cu_(2+)离子的识别过程是通过Cu_(2+)离子催化水解控制氧杂蒽荧光信号的螺环酰肼基团实现荧光信号的开启,从而达到识别检测Cu_(2+)离子的目的,对Cu_(2+)离子的检出限均可达到10-8mol/L量级.同时,探针分子对常见金属离子和铵离子均具有较强的抗干扰能力.由于羟乙基肼的引入增强了探针的水溶性,使得探针L1和L2具有良好的细胞通透性和低毒性,实现了其对β-胰岛细胞(INS-1细胞)中Cu_(2+)离子的荧光成像检测.     

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。     

一种选择性检测肼的近红外荧光增强型探针的合成与表征

本文以2,3,3-三甲基-3H-吲哚与正丙基溴为原料合成季铵盐2;2与2-氯-3-羟次甲基环己烯醛缩合生成吲哚七甲川菁染料3;3与4-乙基间苯二酚在三乙胺催化下反应生成半花菁染料4;4与乙酰氯经成酯反应生成半菁类探针5。目标物5的结构经¹H NMR、 ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。该探针作为荧光增强型近红外探针,可以定量检测肼,并且对肼具有良好的选择性。      

一种应用于水样中汞离子检测的新型罗丹明B衍生物荧光探针

合成了一种新的罗丹明B酰肼-肉桂酸硫脲(RBHT)荧光探针,利用红外光谱、元素分析、核磁共振等方法对探针结构进行了表征。该探针与Hg2+作用后产生较强荧光,由此建立了一种测定Hg2+的荧光分析新方法。Hg2+测定的线性范围为8.0×10-7～6.0×10-6 mol·L-1,检出限为7.0×10-8 mol·L-1。该方法具有操作简单、灵敏度高和选择性好等特点,可用于自来水、河水中痕量Hg2+的测定。     

一种新型罗丹明类Hg2+荧光探针的合成与分析应用

设计合成了一种可逆的Hg2+荧光增强型分子探针3’,6’-双(二乙氨基)-2-((2-羟基-4-甲氧基苯亚甲基)氨基)螺[异吲哚-1,9’-氧杂蒽]-3-硫酮(RBS),并利用红外光谱、元素分析、核磁等方法对探针结构进行表征。探针本身荧光很弱,与Hg2+结合后荧光显著增强,由此,建立了Hg2+测定的新方法。该方法对Hg2+测定的线性范围为5.00×10-9～1.10×10-6mol/L,检出限为2.82×10-9mol/L,具有操作简单、灵敏度高、选择性好、线性范围宽等特点。将该方法用于河水及土壤样品中Hg2+的加标回收实验,结果满意。     

一种新型Zn2＋近红外荧光探针的研究

Zn^2＋是多种酶和转录因子的必要成分, 在生物体内起着重要的作用, 检测Zn²⁺具有十分重要的生物学意义. 我们合成了一种新型近红外荧光探针TAEA-IR-780, 该探针通过配位作用与Zn^2＋结合后, 荧光显著增强. 通过质谱和氢谱对该探针进行了表征, 并探讨了pH值、其它金属离子对Zn^2＋检测的影响. 该探针的激发波长为683 nm, 发射波长为750 nm, 可避免对生物活体的损伤, 同时生物体内常见的金属离子对其干扰较小. 该探针对Zn^2＋的检测下限达1.0× 10^－9 mol•L^－1, 具有较高的检测灵敏度.     

罗丹明荧光探针在生化分析中的应用

罗丹明荧光探针作为生物学研究中使用最广泛的荧光探针之一,广泛地应用于活体细胞内小分子的检验、生物大分子的分析以及复杂生物体系的研究等方面.罗丹明荧光探针在生化分析中的应用研究融合了分子生物学、分析化学、有机化学等多个学科.是当今化学研究的热点领域.本文综述了近年罗丹明荧光探针在生化分析中的应用进展,并对其未来的发展趋势进行了展望.