论文部分内容阅读
氟硼二吡咯（BODIPY）衍生物是一类良好的光敏染料,其具有优异的物理和化学性质,这些染料广泛用作光学化学传感器,荧光生物标记试剂,采光材料和光动力疗法试剂,等等。本文基于具有性质优异的氟硼二吡咯这个荧光母体结构,设计合成了近红外荧光探针,并且实现了对生物硫醇的选择性识别,还在BODIPY的8位上修饰溶酶体定位基,不仅可以实现在溶酶体定位,而且还能够实现对次氯酸的专一性识别。同时,还将香豆素与BODIPY连接,合成了具有聚集诱导荧光性质的BODIPY,并对其相关性质作出了测试。1.设计并合成了用于谷胱甘肽选择性识别的近红外双光子荧光探针ST-BODIPY,通过Knoevenagel缩合反应将三苯胺与BODIPY骨架连接,以延长探针的最大发射波长达到近红外（NIR）区域。并且2,4-二硝基苯磺酰基（DNBS）被修饰在BODIPY的8位作为荧光猝灭剂和硫醇识别部分。在加入GSH的情况下,探针的荧光强度在719 nm处增强,并且伴随着量子产率增加至0.44,荧光探针对GSH的检测限低至25.46 nM。在800 nm飞秒激光的照射下,ST-BODIPY对GSH产生“关-开”信号响应,用GSH处理后ST-BODIPY在719 nm处荧光强度显著增强。此外,ST-BODIPY的双光子吸收截面值（σ2）计算为410 GM,这表明它不仅可以很好地作为一种优良的双光子荧光探针用于检测细胞内GSH,而且还可以用于双光子成像。此外,ST-BODIPY探针已成功用于监测MCF-7细胞中外源性和内源性GSH。2.为了高灵敏和选择性检测ClO-,我们设计合成了荧光探针MN-BODIPY,通过将吗啉基团引入BODIPY的8位可用于靶向溶酶体定位并改善探针的水溶性。由于BODIPY的2位上C=N异构化机制,探针本身显示出极弱的荧光。然而,在加入ClO-的情况下,探针在530 nm处荧光强度增强,最大荧光发射强度增强29倍,伴随着量子产率从0.03变化到0.25并且在505 nm处出现了新吸收带。与MN-BODIPY的紫外吸收相比,加ClO-后,探针的紫外吸收峰呈现出16 nm的蓝移。而且,在加ClO-后,MN-BODIPY的荧光强度在60秒内保持稳定,显示出其对ClO-的快速响应。从滴定实验计算出ClO-的检出限（LOD）为16.5 nM,这个数值低于大多数先前报道的次氯酸选择性识别探针。此外,MN-BODIPY已成功用于监测MCF-7细胞中的外源性和内源性次氯酸,或许可用于检测生物系统中次氯酸的异常含量,达到维持正常人体活动的目的。3.本章设计了一种新型聚集诱导发射红光（AIE）且具有双通道发射性质命名为香豆素-BODIPY的荧光探针,分子由电子给体（D）-电子受体（A）骨架组成,其中BODIPY核心作为电子受体,香豆素直接连接在BODIPY的8位上作为电子供体。探针在固体状态下发红色荧光,其最大发射波长为616 nm。在纯DMSO和低含水量中没有荧光。然而,随着水分含量增加,在626纳米处荧光强度明显增加,并且在95%水含量的DMSO/H2O混合物中的荧光强度达到最大值,在这种状态下测得量子产率为0.12,表现出典型的聚集诱导红色发射的特点。晶体结构分析证明,大的二面角和分子间相互作用力限制了分子内旋转,这是AIE特征的机理。DLS实验结果也证明了聚集体的形成。此外,载有香豆素-BODIPY的二氧化硅纳米粒子包裹的平均直径小于40 nm,这进一步显示了其在生物系统中具有应用价值。重要的是,香豆素-BODIPY基于AIE性质能够快速检测牛血清白蛋白（BSA）。当BSA浓度从0增加到20μM时,测试系统中在626 nm处的红色荧光强度增加了8倍。此外,此染料应用于双通道细胞成像,并显示出能够渗入MCF-7细胞中,这表明它可能在生物传感器应用中具有很好的应用前景。