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基于罗丹明螺环隐色体的荧光增强型分子探针的研究

李宏林  
【摘要】: 荧光分子探针检测技术兼备选择性专一、灵敏度高和快速便捷等优点,逐渐成为化学、环境科学及生命科学等众多领域中应用前景非常广泛的分析检测技术。荧光增强型分子探针可以有效地避免生物体自身环境的干扰从而提供更加可信的荧光信号,因而备受人们所关注。罗丹明螺环隐色体的“开-闭”环平衡体系为荧光增强型分子探针的设计提供了一个十分优秀的平台。 本论文基于烯丙基结构对Pd2+具有良好的亲和力,在罗丹明螺环隐色体中引入双烯丙基肼配体设计合成了一例增强型Pd2+荧光分子探针RPd1。RPd1在常见的金属阳离子中能够以荧光及比色两种方式专一性地识别Pd2+/Pd0;RPd1体系最低检出限为185nM,可以对钯催化反应器中钯残留水平进行可视化评估,还可以负载在滤纸上制成Pd2+检测用试纸简便地用于纯水环境中痕量Pd2+的检测。 基于共轭双键(C=C-C=C)较非共轭独立双键(C-C-C=C)对Pd2+有更好的亲和力,以烯丙基腙替代探针RPd1分子中的烯丙基肼配体,在末端引入甲基及双氰基来调节配体部分的电子密度设计合成了Pd2+荧光分子探针RPd2和RPd3。两个探针分子对Pd2+都具有专一的选择性,检出限分别为185 nM和1.7μ,M,并且排除了Hg2+荧光淬灭作用的干扰;RPd2的配体部分具有较高的电子密度及合适的空间位阻,使得其具有较高的灵敏度和抗干扰能力,有望用于水样、土壤等实际样品的含钯检测分析中。 在罗丹明螺环隐色体中引入三齿PNO配体,设计了一例对Pd2+具有专一选择性、高灵敏度及快速分析性能的荧光分子探针RPd4。三齿PNO配体对Pd2+具有优良的络合能力,使探针RPd4对Pd2+的检测过程不受其它常见阴、阳离子的干扰,并且具有良好的可逆性能;RPd4在乙醇中最低可以检测到5 nM的Pd2+,络合常数为2.39×105M-1,响应平衡时间缩短至-10s;此外,探针RPd4还显示了对实际药物、水样、土壤、叶片及反应器中钯残留的检测分析能力。 基于α,β不饱和醛基与Cys、Hcy及LPA不同的反应过程设计合成了一例以醛基为识别位点的增强型Cys荧光分子探针RS1。在常见的氨基酸及生物小分子中,RS1对Cys表现出专一的选择识别性能,检出限为73.5 nM,可用于人体尿液中Cys浓度水平的评估及活体细胞内Cys的荧光成像,对人体内Cys的浓度改变所引发相关疾病的辅助诊断具有潜在的应用价值。


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