【摘 要】
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在众多的荧光染料中,氟硼二吡咯亚甲基（4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene,BODIPY or BDP）是一类性质优异的重要发光团。从20世纪90年代中期开始,BODIPY染料已被广泛应用于生物标记、电致发光装置、可调谐激光染料、荧光开关以及传感器等方面,这与其优良特性如光稳定性、较高的摩尔吸光系数和荧光量子产率等息息相关。此外,其母核结构稳定,易于修饰,适当的修饰可以在染料
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在众多的荧光染料中,氟硼二吡咯亚甲基（4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene,BODIPY or BDP）是一类性质优异的重要发光团。从20世纪90年代中期开始,BODIPY染料已被广泛应用于生物标记、电致发光装置、可调谐激光染料、荧光开关以及传感器等方面,这与其优良特性如光稳定性、较高的摩尔吸光系数和荧光量子产率等息息相关。此外,其母核结构稳定,易于修饰,适当的修饰可以在染料的结构与其所需的光物理特性之间建立一个完美的联系。本论文的主要研究内容如下:1.氟离子是一个重要的阴离子,过量氟离子会导致氟中毒,使肾脏毒性变化和尿毒症。光声成像具有高对比度和深层穿透力,目前检测氟离子的近红外光声探针缺乏。我们通过Knoevenagel缩合反应在BODIPY的3位甲基上引入半花菁结构,使吸收波长移动到643 nm,然后在BODIPY的5位引入硅氧基苯乙烯,进一步红移光谱至716 nm。氟离子使硅氧键断裂,吸收光谱发生比率型改变,吸收波长进一步移动至近红外区域803 nm。这种近红外比率型变化导致光声信号发生改变,小鼠体内光声成像实验表明该探针可用于体内氟离子检测。2.次氯酸是一类重要的活性氧物种,在众多生理过程中发挥着关键作用。我们利用次氯酸氧化花菁结构双键的原理,设计了基于3,5-位半花菁的近红外BODIPY探针。次氯酸氧化探针结构中的碳碳双键,荧光光谱发生比率型响应,伴随着溶液颜色从黄色到蓝色到粉色的转变,计算得到对HOCl的检出限低至34n M,是一个性质优异的HOCl荧光探针。同时,我们还发现此探针还是一类优异的光激活型探针。3.苯并[a]-BODIPYs显示出高效荧光发射,而苯并[b]-BODIPYs的荧光完全猝灭。常规观点认为激发态构型的转变导致荧光猝灭,我们首先利用势能面扫描和粘度实验排除了分子激发态构型转变的影响,通过理论计算发现自旋-轨道耦合是导致苯并[b]-BODIPY荧光猝灭的主要因素,起源于电荷转移诱导的自旋交叉,该研究为无重原子光敏剂的设计提供新的策略。
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