基于罗丹明6G和罗丹明B的新型铜离子荧光分子探针

摘要

近些年，随着超分子化学的快速发展，分子识别已经成为生物、化学等领域的研究热点。根据识别主体和被识别客体之间相互作用时所产生的各种信号，如光、磁、电信号等，可以实现对客体的定性、定量检测，同时也可以作为研究其作用机理的有力工具。其中，基于光信号的检测方法，如紫外、荧光光谱等，由于其简单快捷、灵敏度高等方面的优势，在金属离子、生物分子等的检测方面有着重要的应用。
　　铜作为生物体中的微量元素，在生物体的新陈代谢中有着至关重要的作用。但同时，铜离子作为一种环境污染物，对水体、土壤有着不利的一面。因此，能够简单、快速、灵敏的识别铜离子有着潜在的价值和重要的意义。
　　在本论文中，分别以罗丹明6G和罗丹明B作为荧光信号基团，分别通过2-羟乙基肼和2-吡啶肼进行结构修饰，合成了四种新型铜离子荧光探针probe1、2、3和4，实现了对铜离子的荧光“开启”型检测，并通过质谱说明识别过程的实质为铜离子促进的水解反应。在乙腈和水的混合溶剂中，四种探针都对铜离子表现出较高的选择性，并且有着明显的颜色变化。通过荧光光谱滴定得到了四种化合物对铜离子的荧光“开启”常数。四种探针都对铜离子有着较低的检测限，均在10-8 M数量级，其中probe2的检测限达到10-10 M数量级，说明四种探针具有较高的灵敏度。同时，在竞争实验中，四种探针都表现出较好的抗干扰能力。在不同pH体系中的实验表明中性及弱酸、弱碱范围是探针分子识别铜离子的最佳pH条件。同时，probe1和probe3能够很好的在活细胞中对铜离子进行成像。这些良好的性质都为将probe1至4应用于实际当中奠定了一定基础。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2荧光概述

1.2.1荧光产生机理以及影响因素

1.2.2荧光分子探针中的常见荧光基团

1.3荧光分子探针及其常见机理

1.3.1 PET（光诱导电子转移）

1.3.2 ICT（分子内电荷转移）

1.3.3 FRET（荧光共振能量转移）

1.3.4 Chemodosimeter（化学剂量计）

1.3.5 Excimer/Exciplex（激基缔/复合物）

1.4铜离子荧光探针研究现状

1.5本论文工作指导思想和主要目标

第二章 基于罗丹明6G结构的新型铜离子荧光探针

2.1设计思路

2.2实验部分

2.2.1 仪器和试剂

2.2.2 探针分子的合成及表征

2.3结果与讨论

2.3.1 probe 1和probe 2的选择性实验

2.3.2 probe 1和probe 2的滴定实验

2.3.3 probe 1和probe 2的识别机理

2.3.4 复杂体系对probe 1和probe 2识别过程的影响

2.3.5 probe 1在细胞中对铜离子的成像实验

2.4本章小结

第三章 基于罗丹明B结构的新型铜离子荧光探针

3.1设计思路

3.2实验部分

3.2.1 仪器和试剂

3.2.2 探针分子的合成及表征

3.3结果与讨论

3.3.1 probe 3和probe 4的选择性实验

3.3.2 probe 3和probe 4的滴定实验

3.3.3 probe 3和probe 4的识别机理

3.3.4 probe 3和probe 4在复杂体系中对识别的影响

3.3.5 probe 3在细胞中对铜离子的成像实验

3.4本章小结

第四章 全文总结

参考文献

发表文章和科研情况说明

致谢