基于咔唑的双光子荧光次氯酸根探针光学性质及响应机理

采用含时密度泛函理论与响应函数理论相结合的方法,研究了两种实验室新合成的水溶性双光子荧光次氯酸根（ClO^-）探针分子HCH和HCM的单光子吸收、双光子吸收和荧光发射性质。计算结果表明,HCH和HCM分子与ClO^-反应后,生成物的光吸收和光发射性质均发生明显变化,相应的吸收和发射峰位都发生了明显蓝移,荧光强度展现出明显的增强。另外,两探针分子都具有较大的双光子吸收截面,且与ClO^-反应后,生成物的双光子吸收截面值显著增加,因此两分子均可作为性能优良的双光子荧光探针分子。此外,通过分析HCH和HCM分子与ClO^-反应前后的Mulliken电荷布居情况,从理论上证实了该系列荧光探针分子的识别机理是C＝N异构化。     

含二茂铁基荧光探针对H2S的识别

以乙酰二茂铁和蒽醛为原料,合成了一种新的反应型荧光探针1-二茂铁基-3-(9-蒽基)丙烯酮,经1H NM R,13C NM R,IR,LC-M S等手段表征确证。基于Michael加成引起的电子转移机制,利用硫化氢的强亲核性,以荧光滴定法考察了该化合物在生理条件下对硫化氢的识别作用,得出其最佳识别时间为50 min,最佳识别浓度为50μmol/L,且多数离子不会对其识别作用产生干扰。这种能稳定检测的,具有高选择性、高灵敏度的反应型荧光探针化合物,可用于生物医药领域。     

对Zn2+及S2-连续响应的罗丹明B酰肼类荧光探针的研究

该文采用简单的两步反应合成了一种新型N-(2-羟基-5-氯苯)基罗丹明B酰肼(HCPRH)分子探针,并对其进行了结构表征及荧光性能研究。结果显示,在含HCPRH分子探针的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中加入Zn~(2+),会使其荧光显著增强,可在365 nm紫外灯下肉眼观察到体系颜色迅速由无色变为亮黄色,表明该分子探针可用于Zn~(2+)的快速、灵敏和裸眼识别,且其对Zn~(2+)具有良好的识别选择性,其它金属离子几乎不干扰HCPRH探针对Zn~(2+)的响应。采用Benesi-Hildebrand方程计算得HCPRH分子探针与Zn~(2+)之间形成了稳定的配合物,以Job?s法确定两者之间摩尔比为1∶1。根据荧光滴定的实验结果,发现HCPRH分子探针在512 nm处荧光发射峰强度变化值与Zn~(2+)浓度在10～250μmol/L之间呈良好的线性关系,对Zn~(2+)的检出限达3.6μmol/L,可用于其微量检测。另外,实验研究还表明该分子HCPRH探针可成功用于对Zn~(2+)与S~(2-)的连续荧光响应。     

以苯并咪唑萘酰亚胺为荧光团高选择快速检测H2S的荧光探针

以1,8-萘二甲酸酐为起始原料合成一种萘酰亚胺衍生物3-叠氮基-7H-苯并[de]苯并[4,5]咪唑[2,1-a]异喹啉(DBNG),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱(NMR)等测试手段确定其结构,并将其作为小分子荧光探针用于检测H2S,系统研究了其荧光特性,结合理论计算,探究其可能的检测机制.结果表...     

一种基于BODIPY的Zn~(2+)荧光探针:ICT增强效应

为克服BODIPY类探针Stokes位移小、发射偏短等不足,本文通过在BODIPY引入α-(4-羟基)苯乙烯基增强分子内电荷转移(ICT)效应并结合meso-位Zn2+螯合团的引入构建了一个发射红移到黄色的、有较大Stokes位移(~50 nm)的BODIPY类Zn2+荧光探针。这些特点有利于降低造影中自发荧光、光毒性和激发的干扰。光谱研究显示探针具有良好的Zn2+特异性荧光增强响应,且其他金属和近中性环境pH的干扰较小。该探针对Zn2+的线性响应范围为0.12~1.2μmol·L-1,检测限为0.18μmol·L-1。HeLa细胞内Zn2+共聚焦荧光成像研究表明该探针具有良好的细胞膜透过能力,可对胞浆内"自由"Zn2+实现可逆跟踪。     

香豆素类肼荧光探针的合成及应用

以4-三氟甲基-7-羟基香豆素为荧光母体,4-溴丁酰基为识别基团,合成了一种基于分子内电荷转移机制的肼荧光探针XS-1,其结构经核磁共振氢谱(¹H NMR),核磁共振碳谱(¹³C NMR)和高分辨质谱(HRMS)确证,通过荧光发射光谱研究了探针对肼的响应性能。结果表明,在磷酸盐缓冲液(10 mmol,pH7.4)中,探针XS-1能通过荧光增强作用识别肼,并具有很好的选择性和抗干扰能力,检出限为0.11μmol/L。探针XS-1具有斯托克斯位移大(144 nm)、线性范围宽(0～400μmol/L)、合成简便以及能在水相中检测肼等优点,并已成功用于实际水样中肼的定量检测。     

萘异硫氰酸酯修饰的水杨醛衍生物作为氟离子荧光探针的研究

以萘异硫氰酸酯分别化学修饰水杨醛、4-(二乙氨基)水杨醛,合成了两种荧光分子(分子1和2),利用核磁共振和高分辨质谱技术对其结构进行了表征和确证.采用荧光光谱技术对这两种分子与常见阴离子的结合进行研究,结果表明,分子1和分子2均可选择性识别F–,可作为检测F–的荧光探针.探针1(分子1)对F–表现出荧光增强型响应,当F...     

基于萘酰亚胺-苯并咪唑鎓的荧光传感器对H2PO-4的高选择性识别

设计合成了基于萘酰亚胺-咪唑鎓的受体分子1和2,通过荧光发射光谱研究了受体分子1和2对阴离子F^-、Cl^-、Br^-、I^-、AcO^-、HSO^-₄、H₂PO^-₄、NO^-₃、ClO^-₄的识别性能。 研究发现,在受体分子1和2的乙腈溶液(5.0×10^-6 mol/L)中加入10倍化学计量的H₂PO^-₄时,受体分子1的荧光猝灭率高达98%,受体分子2的荧光猝灭率仅为24%。 表明具有多重识别位点的受体分子1在构型上与H₂PO^-₄更匹配,可作为H₂PO^-₄的荧光关闭型(turn-off)探针。 受体分子1与H₂PO^-₄的结合比为1∶1,结合常数为(1.25±0.11)×10⁵ L/mol,检出限为6.90×10^-6 mol/L。     

4-[2-(9,10-二氰基蒽)乙烯基] -N,N-二甲基苯胺的三荧光发射

从分子水平进行电子转移,电荷分离的研究是十分重要的,它不仅是自然界光合作用的基本过程,也是现代高新技术中的一个关键问题。近年来分子内含电子给体与电子受体的D-A化合物一直引起人们的极大兴趣。这些化合物能发生光致分子内电子转移,使其激发态分子的偶极矩远大于基态,它们的发射光谱对介质的粘度及极性十分敏感,随分子结构的变化而变化,展现出特有的光电性质,可利用作为非线性光学材料、光电转换材料以及荧光探针等。     

基于ESIPT原理的Cu^2+荧光探针

合成了一种基于激发态分子内质子转移(ESIPT)的Cu^2+荧光探针L。通过Job’s曲线、MS和1H NM R研究了探针L对Cu^2+的识别机理。与其他金属离子共存时,探针L对Cu^2+表现出良好的选择性和灵敏度。加入Cu^2+后,探针L的荧光强度逐渐降低;在365 nm紫外光的照射下,探针L溶液的颜色由蓝色变成无色。探针L具有较低的检出限(0.47μmol/L)和短的响应时间(5s)。     

Optical Properties and Response Mechanism Analysis of Multi-branched Fluorescent Probes Based on Intramolecular Charge Transfer

In this work, the optical properties of fluorescent probes used for detection of biothiol were studied by employing time-dependent density functional theory. By calculating the single photon absorption and emission properties of probe Mol.1, Mol.2 and Mol.3 before and after reaction with cysteine and homocysteine, we have investigated the effect of carboncarbon triple bond and benzene ring on the properties of fluorescent probes. It is found that the oscillator strength of probe molecules increases gradually with the improvement of the structure of the electron donor triphenylamine and the addition of carbon-carbon triple bonds, and better properties of fluorescence probes have also been demonstrated. At the same time, the effect of different number of side branches on the molecular properties of the probe was also studied. The results showed that compared with single-branched molecule Z1 and tribranched probe Mol.3, two side probe molecules Z2 had higher oscillator strength andbetter detection effect. In addition, the new single-branched probe Mol.4 with the addition of carbon-carbon triple bonds and benzene rings has better probe properties and simpler structure than the tribranched probe Mol.3.     

二吡唑铝化合物双光子吸收性质的理论研究

应用密度泛函理论(DFT)和半经验的ZINDO方法对二吡唑铝化合物的单、双光子吸收(OPA、TPA)性质进行了研究.结果表明,铝氮烷杂环化合物具有好的双光子吸收性质,其双光子最大吸收截面值(δmax)可达到2860.1 GM(1 GM=10-50 cm4·s·photon-1).在中心、共轭桥和末端引入强的吸电子基团可调谐单、双光子吸收光谱,实现在不同波长范围的双光子吸收;利用三态公式分析了分子的双光子吸收截面变化的内在原因;铝氮烷杂环化合物与其相应的硼化合物相比,表现出类似的单、双光子吸收性质,但一定程度上可增大双光子吸收截面.     

香豆素化合物在不同溶剂中荧光研究

Two kinds of modified coumarin derivatives with another intramolecular conjugated charge transfer moiety have been synthesized in this work. The photophysical behavior of these compounds in solvents with different polarity and viscosity were studied. Much low and wide span of spectral range of these compounds are due to the existence of the flexible non-symmetrical stilbene structure and low intramolecular charge transfer ability.     

新型蓝色上转换荧光分子的合成、表征与双光子吸收性能

设计并合成了3 个新的受体-给体-受体(A-D-A)构型上转换荧光分子,用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、质谱和元素分析进行了表征. 测定了它们在不同溶剂中的线性吸收光谱、单光子荧光光谱和荧光量子产率. 以飞秒激光作为光源,研究了它们的双光子吸收和上转换荧光特性. 结果表明：该类化合物的荧光量子产率为0.20-0.68,双光子吸收截面为16×10^-50-101×10^-50 cm⁴·s·photon^-1,具有较强的蓝色上转换荧光发射.     

一种香豆素类荧光探针的合成及其性能研究

本文设计合成了一种基于香豆素的荧光探针L,通过氢谱、质谱对其结构进行表征。该探针在DMSO/H₂O(体积比9∶1)体系中对Co²⁺和Ni²⁺具有较好的选择性和灵敏度。Co²⁺和Ni²⁺的加入使得探针L的荧光发射发生猝灭,其他金属离子未对探针的荧光产生明显的影响。探针L与Co²⁺和Ni²⁺的配位比均为1∶2,其对Co²⁺和Ni²⁺的检出限分别为1.002×10^-7和9.78×10^-6 mol/L,结合常数分别是1.06×10⁶和9.84×10⁵ L·mol^-1。     

2-氨基-5-(对二甲氨基)苯基-1,3,4-噻二唑:Hg2+的选择性荧光传感分子

设计合成了结构简单的分子内电荷转移荧光传感分子1,3,4-噻二唑类衍生物(1), 实现了水-乙醇(体积比1∶9)混合溶剂中Hg2+的荧光猝灭型选择性灵敏传感, 荧光猝灭常数达5.5×105 mol-1·L, Hg2+线性响应范围为5.0×10-6～5.0×10-5mol/L. 基于等摩尔连续变化法、红外光谱和核磁滴定实验结果提出了传感分子1与Hg2+的1∶1型结合模式, 其中1-位S原子和2-位胺N原子为Hg2+配位原子; 结合光谱变化讨论了Hg2+结合显著增强分子内电荷转移的荧光猝灭机理.     

香豆素类比率荧光探针的合成及其对亚硫酸盐与硫化氢的区分检测

基于迈克尔加成反应和分子内电荷转移机理设计合成了一个比率型荧光探针MSP,并将其用于对亚硫酸盐和硫化氢的区分检测。强吸电子基团丙二腈的引入,使得探针的吸收和发射波长红移,同时极大地提高了探针与亚硫酸盐的反应速率,实现了对亚硫酸盐的快速检测。当反应时间延长至3 h时,硫化氢的存在使得探针的荧光波长蓝移至510 nm且强度显著增强,探针在两个波长下的荧光比率(I510/I690)增强约260倍,实现了在不同响应时间和不同光谱通道区分检测亚硫酸盐与硫化氢的目的。该探针具有良好的选择性和竞争性,可分别利用吸收强度比值(A464/A572)和荧光强度比值(I510/I690)定量检测亚硫酸盐和硫化氢,两者检出限分别为0.95μmol/L和0.6μmol/L。该探针还能用于对活细胞内亚硫酸盐和硫化氢的荧光成像。     

一种新型Cu2+离子荧光探针的合成及性能研究

以4-(二乙氨基)水杨醛为原料,经7-二氨基-3-羧酸香豆素合成了一种新型酰胺类Cu2+荧光探针1。本实验具有合成原料经济易得,合成方法简单易行的特点。并且该探针对Cu2+的检测具有良好的离子选择性,抗干扰性能和较高的检测灵敏度,探针1的浓度为10-5 mol/L时检测限达到2.4×10-7mol/L。同时该探针可以与Cu2+离子1：2的摩尔比络合。