| 新型荧光受体的设计及其分子识别研究 | |
李欠
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| Subtype | 理学博士 |
| Thesis Advisor | 邵士俊 |
| 2012-05-24 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 |
| Degree Discipline | 分析化学 |
| Keyword | 吖嗪 腙 Bodipy 荧光受体 Azine Hydrazone Bodipy Fluorescent Sensor |
| Abstract | 超分子光化学是一门新兴的科学，是当前研究的热点之一，基于分子识别理念的高选择、高灵敏的荧光传感分子设计备受关注。本论文在综述荧光传感分子的作用机理及BODIPY类荧光探针分子的研究现状及发展的基础之上，开展了简单吖嗪类、腙类荧光受体和BODIPY作为荧光信号报告单元的荧光受体分子的分子识别与传感性能的研究，采用紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和核磁共振氢谱等多种谱学手段系统研究了荧光受体对生物、环境相关的重要阴离子、阳离子和氨基酸的识别性能与传感机理，发展了系列新型的荧光传感分子。主要研究内容涉及以下几个方面： 1、设计合成了系列以酚羟基作为识别位点的吖嗪类荧光受体、系列以NH基团作为识别位点的腙类受体和以BODIPY作为荧光信号报告单元的荧光受体，并对化合物进行了1H NMR, 13C NMR, ESI/HR-MS和元素分析等手段进行表征。 2、采用多种谱学手段系统研究了吖嗪类荧光受体对阴离子的光化学传感性能并研究了共轭体系不同对阴离子识别能力及传感性能的影响。结果表明具有较小共轭结构的受体分子的酚羟基质子酸性较小，氟离子能与受体形成氢键，抑制了C=N双键异构化，增强了受体平面刚性，是一类“关-开”型阴离子荧光探针；而具有较大共轭体系的受体分子的酚羟基质子具有较强的酸性，氟离子与受体形成氢键之后可以进一步引起受体的去质子化，形成新的共轭体系，是一类氟离子的比率型荧光探针。 3、采用多种谱学手段系统研究了腙类荧光受体对阴离子的识别与光化学传感作用。研究结果表明，腙基团上所含吸电子基团（-NO2）的个数是决定其阴离子键合能力的关键因素；不同基团的引入可以有效改变受体的光化学信号，含有萘基团和吲哚基团的腙类受体可以作为“关-开”型阴离子荧光探针；而具有强荧光基团的BODIPY类荧光受体可以实现在溶液和固态下对阴离子的高效识别与传感。 4、采用多种谱学手段系统研究了BODIPY修饰的吲哚基荧光受体对阴离子的识别性能与传感机制。研究表明该受体可以实现在有机相和水相中对硫酸氢根离子的高选择性识别，是一类“关-开”型硫酸氢根离子荧光探针；在乙腈有机体系中，硫酸氢根离子与受体之间形成多重氢键，从而抑制PET过程，增强受体平面刚性，导致受体荧光增强；在含水体系中，硫酸氢跟离子可以将受体质子化，抑制PET过程，导致受体荧光增强。 5、采用多种谱学手段系统研究了BODIPY修饰的单酚羟基荧光受体的阴离子识别与传感性能。研究表明，酚羟基所处位置不同，质子酸性也不同，对阴离子的键合能力也不同；酚羟基处于邻位的受体D1可以通过分子内氢键形成稳定的六圆环结构，只有电负性最强的氟离子可以打破分子内氢键，竞争性与受体酚羟基通过氢键结合；当在该受体中引入供电子基团时，可以有效改变受体的电子特性，增强了分子内氢键，而此时只有硫酸氢根离子可以打破分子内氢键，形成新的多重氢键体系，有效抑制受体的PET过程，导致受体荧光增强。 6、采用多种谱学手段系统研究了BODIPY修饰的双酚羟基荧光受体对阴离子、阳离子和氨基酸的识别与传感性能。结果表明，该受体的阴离子识别性能与含有单酚羟基的识别性能类似；另一方面，该受体可以有效键合二价铜离子，由于LMCT作用，导致受体荧光淬灭，形成了没有荧光的超分子组装体系，该体系可以作为巯基氨基酸Cys/Hcy的“关-开”型荧光探针，该体系有可能发展为铜离子和巯基氨基酸的荧光开关。 |
| Funding Project | 药物分子识别研究组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/2889 |
| Collection | 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 李欠. 新型荧光受体的设计及其分子识别研究[D]. 中国科学院研究生院,2012. |
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