与荧光分析方法相比,化学发光分析方法不需要外部激发光源,具有无自发荧光和光散射背景、对检测对象无光胁迫等优势。因此,化学发光分析方法具有高信噪比、高灵敏度以及特别适合于生命对象应用等特点。尽管化学发光在药物、环境、食品分析,以及临床诊断、疗效监测等方面得到了一定应用,但与荧光分析相比,其应用仍然较少。造成以上反差的主要原因有几点,首先是与荧光相比,化学发光探针的种类、数量严重不足;其次是已有的化学发光探针在对象选择性上与荧光相比处于劣势。因此发展高选择性、高量子产率的新型化学发光探针,是拓展化学发光分析应用范围的必由之路。Shabat等人的研究表明,化学发光探针的性质依赖于其发光体的结构,通过调节探针中发光体的结构,可以实现对探针化学发光波长及量子产率的调节,而且发光基团和取代基的不同,可能影响到探针对分析对象的响应选择性。而传统的发光体通常在单独的分子形式时发光较强,当它们聚集时,会产生不同程度的聚集荧光淬灭(Aggregation-causedquenching,ACQ)效应,导致发光降低甚至猝灭。从实际应用的角度来看,它在大多数情况下弊大于利。由此唐本忠院士发现并提出了聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)的概念,具有AIE特性的荧光分子在水溶液中聚集时荧光会大大增强,这种优异的荧光性能使AIE分子成为设计合成新型化学发光探针的新选择。基于实验室长期研究目标是合成适用于生命分析中单线态氧(1O2)检测及活体成像的化学发光探针,而考虑到波长较长的探针对组织具有较好的穿透性,背景的自发荧光及对组织的光损伤较小,在成像应用中具有更高的信噪比,我们结合AIE材料的设计思路,选择一种可以发红光的聚集体结构与一个化学发光基团相连接,旨在合成一种长波长聚集诱导化学发光探针,并研究其聚集诱导发光性质及生命分析应用。论文内容由综述和研究报告两部分构成,综述部分简单阐述了化学发光发展史和常见化学发光体系的发光行为,重点介绍了化学发光探针目前的发展现状。本文研究报告分为以下两个部分:一、TPE-N(Ph)-DBT-PH探针的设计合成及化学发光性质的研究结合实验室合成酰肼类化学发光试剂的基础及文献中聚集体的合成路线,设计合成了具有聚集诱导发光性质的红色化学发光探针(TPE-N(Ph)-DBT-PH),并通过核磁、质谱、红外光谱等仪器方法对其结构进行表征。研究了 TPE-N(Ph)-DBT-PH 的化学发光性质,得到如下结果:(1)TPE-N(Ph)-DBT-PH在水溶液中的发射波长为612 nm,绝对荧光量子产率为27.33%;(2)TPE-N(Ph)-DBT-PH具有典型的聚集诱导发光性质,在水溶液中聚集状态时荧光和化学发光都会大大增强;(3)根据不同F127含量的聚集体纳米粒子的粒径大小及化学发光强度变化,优选了 F127的最佳含量是2.5%;(4)TPE-N(Ph)-DBT-PH在溶液pH 7.4时发光信号最强,最适合应用于生理条件下;(5)在生理条件下,TPE-N(Ph)-DBT-PH对1O2具有很好的选择性,有望应用于1O2相关的生物过程的分析;(6)制备得到的TPE-N(Ph)-DBT-PH溶液具有较好的化学发光稳定性,无需现配现用,更方便实验使用。二、TPE-N(Ph)-DBT-PH探针在生命分析中的应用(1)基于探针对1O2有较好的选择性,我们研究了 TPE-N(Ph)-DBT-PH探针对1O2的检测线性,检出限为23.5 nmol·L-1,说明探针对1O2有较高的灵敏度;(2)用MTT法评价了 TPE-N(Ph)-DBT-PH在Hela细胞中的细胞毒性,结果显示其对活细胞的毒性较低;(3)用探针对RAW 264.8巨噬细胞进行荧光成像,验证了探针具有良好的细胞渗透性,可用于细胞内1O2的检测;(4)对LPS、PMA刺激的RAW 264.8巨噬细胞内1O2进行检测,评估不同条件下细胞的应激水平,为后续细胞化学发光成像实验提供一定基础。