基于罗丹明类比率型荧光传感器的合成及性质研究

作     者：张乾 

作者单位：江西科技师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘刚;蒲守智

授予年度：2022年

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

主      题：荧光共振能量转移 罗丹明 比率 分子键盘锁 细胞成像 

摘      要：由于荧光探针的低成本和高选择性,在过去的十年中,已经开发了许多用于Hg检测的荧光探针。其中,罗丹明染料由于相对较长的发射波长和可形成的螺内酰胺平台而受到许多关注。罗丹明染料中这种独特的螺内酰胺平台提供了通过使用分析物触发的荧光切换来创建具有大信噪比的荧光“开闭传感器的机会。罗丹明染料因其低毒性、良好的水溶性、耐酸碱性、光稳定性和相对较长的发射波长等优点长期以来一直受到研究人员的青睐。本论文基于FRET机制采用罗丹明独特的螺内酰胺结构为识别位点,设计合成了三种对Hg特异性识别的罗丹明类荧光传感器(萘酰亚胺和罗丹明类荧光传感器Ra、甲氧基萘酰亚胺和罗丹明类荧光传感器Rb、氯甲基蒽和罗丹明类荧光传感器Rc),通过使用H NMR、ESI-MS和HPLC光谱对其检测机理进行深入地研究,同时传感器Ra、Rb和Rc成功的应用于细胞内外源性Hg的荧光成像。(1)基于FRET传感机制设计并合成了一种萘酰亚胺和罗丹明基团比率型荧光传感器Ra。在CHCN/HO(4/1,v/v)体系中,传感器Ra对Hg表现出比率荧光响应,荧光颜色由绿色变为橙色,肉眼观察溶液颜色由绿色变为红色。Ra发射波长变化38 nm。此外,通过使用H NMR、ESI-MS和HPLC光谱验证了传感器Ra检测Hg的可能机制。并且将传感器设计为分子键盘锁和用于He La细胞的Hg成像检测。(2)设计并合成了一种基于甲氧基萘酰亚胺和罗丹明的FRET机制高选择性识别Hg的比色和比率荧光传感器。传感器Rb对Hg具有较高的灵敏度、选择性和比例荧光响应,荧光颜色由青色变为橙色,肉眼观察到溶液在CHCN/HO(1/1,v/v)体系中由无色变为粉红色。添加Hg后,准斯托克斯位移为130 nm。此外,提出了传感器Rb检测Hg的可能机制,并通过ESI-MS、H NMR和HPLC光谱进行了验证。(3)设计并合成了一种基于氯甲基蒽和罗丹明传感器Rc的新型荧光响应。与其他金属离子相比,传感器Rc对Hg具有高灵敏度、高选择性和比率荧光响应,荧光颜色由紫色变为橙色,肉眼可见溶液由无色变为粉红色。添加Hg后,准斯托克斯位移高达174 nm。此外,还提出了传感器Rc检测Hg的可能机制,并验证了H NMR、ESI-MS和HPLC光谱检测Hg的可能机制。更重要的是,传感器Rc可用于活细胞中的生物成像应用。