有机小分子荧光探针的研究.pdf
《有机小分子荧光探针的研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《有机小分子荧光探针的研究.pdf(49页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、有机小分子荧光探针的研究精品资料有机小分子荧光探针的研究精品资料荧光探针是建立在光谱化学和光 学波导与测量技术基础上,选择性的将分 析对象的化学信息连续转变为分析仪器易 测量的荧光信号的分子测量装置。荧光探针受到周围环境的影响,使其 发生荧光发射发生变化,从而使人们获知 周围环境的特征或者环境中存在的某种特 定信息精品资料*灵敏度图*选择性好*使用方便*成本低 不需预处理*不受外界电磁场影响*远距离发光精品资料荧光分子探针通常 由三部分组成:*识别基团(receptor)*报告基团(fluorophore)连接体部分(spacer)stro ngly fluo rescentAnalyte识别
2、基团决定了探针分子的选择性和特异性,报告基 团则决定了识别的灵敏度,而连接体部分则可起到分 子识别枢纽的作用。精品资料荧光分子探针的设计原理主要有以下几种:键合-信号输出法、置换法和化学计量计法。1、键合-信号输出法荧光连接体识别被分析物 信号输出基团 基团键合-信号输出法是指将探针中的识别基团和荧光基团 通过共价键连接起来设计荧光探针的方法。精品资料当识别基团与被分析物结合时会 引起荧光基团的化学环境发生变化,通过 颜色的改变、光谱的移动、荧光强度的增 减等现象来表现,这些变化可被裸眼或者 仪器识别。这是目前为止在设计荧光探针 中应用最广泛的方法。精品资料作为荧光基团的香豆素和作为识别基团的
3、邻氨 基苯硫醴以席夫碱相连,加入锌离子后,与硫醴上的硫原 子、席夫碱上的氮原子及香豆素上的氧原子配位得到结构 2,抑制了席夫碱上ON键的旋转,实现了荧光从无到有的基于键合-信号输出法设计的锌离子荧光探针精品资料识别基团 被分析物 识别基团 荧光基团结合荧光基团 结合被分析物基于置换法设计的荧光探针该原理是利用识别基团分别与荧光基团和被分析物结合能 力的不同来实现对被分析物的检测。识别基团和荧光基团形成络合物,当被分析物加入到该体系中时,由 于识别基团与被分析物的结合能力要强于识别基团与荧光基团的结合能力,因此被测物将荧光基团置换出来,从而引起了整个体系荧光等化学参数的 变化,进而为仪器或者裸眼
4、识别,该原理常用于设计阴离子荧光探针。精品资料化合物3以氟硼荧为荧光团修饰了DPA为识别基团,探 针本身荧光很强,但与铜离子络合后可形成结构3,从而淬 灭了氟硼荧的荧光,加入鼠根离子后,由于铜离子与鼠根离 子的结合常数更大,从而把作为荧光基团的氟硼荧衍生物从 络合状态中置换出来得到结构4,使之进入溶液,荧光恢复,而其它的阴离子没有这样的现象,因此可以实现对鼠根离子 的检测。精品资料O+O-探针分子 被分析物 新物质A+。一 I HD-多 n探针分子 被分析物 中间体 新物质B 新物质C基于化学计量计设计的荧光探针(I)被分析物和探针分子反应形成了共价化合物;(II)被分析物催化探针分子反应生成
5、两种新物质精品资料化学计量计法是利用探针分子和被分 析物之间发生的特定化学反应(一般是不可逆 反应)来改变探针所处的化学环境,从而对被 分析物进行识别的一种方法。根据化学计量计 法设计的探针可以称为化学计量计,主要包括 两种类型:一、探针分子和被分析物发生化学反应后形成共价化合物;二、被分析物催化探针分子反应生成两种新物质(II)0一般而言,基于化学计量计原理设计的荧光分子探针通常具有 不可逆性和较好的选择性。精品资料基于化学计量计法设计的次氯酸根离子荧光探针根据次氯酸根可以氧化羟胺的特性,设 计合成了化合物5,当次氯酸根存在时可氧化羟胺 结构,使罗丹明开环,从而形成结构6,最终进一 步水解为
6、罗丹明6G本身7,而产生强烈的荧光。而 其它氧化性分子没有这样的特性,因此可以实现 对水相中次氯酸根的高选择性检测。精品资料荧光分子探针主要有如下几种响应机理:1 x光诱导电子转移(PET,photo-induced electron transfer)2、分子内电荷转移(ICT,intramolecular charge transfer)3、荧光共振能量转移(FRET,fluorescence resonance energy transfer)4、激基缔合物(excimer/exciplex)精品资料光诱导电子转移是指电子给体或 电子受体受光激发后,激发态的电子给体 与电子受体之间发生电
7、子转移的过程。识别基团与被分析物结合之前,荧光基团受激发,最终被光激发到激发态 的电子不能跃迁到基态,使得荧光基团的 荧光淬灭。而识别基团与被分析物结合后,PET过程受阻,荧光基团的荧光得以恢复。精品资料PET识别分析物理论示意图PET过程可以用前线轨道理论具体解释:当识 别基团不存在时,荧光团被光激发后,其最高占据轨道(HOMO)的一个电子跃迁到最低空轨道(LUMO)5能够产 生荧光;若外来识别基团的HOMO或LOMO轨道介于荧光团 两轨道能量之间,此时就可以发生识别基团与荧光团之间 的电子转移而导致荧光的猝灭。即PET过程阻止了荧光团 的一个电子从激发态到基态的非辐射跃迁途径,降低了荧 光
8、团的量子产率,表现为荧光强度的减弱或淬灭。精品资料LOIOL13I0HOMOHOMOLL3IOhomo-|-|-HOMOLUMOPET1荧光团未结合的受体荧光淬灭HOMO荧光团结合的受体荧光恢复4 41I|-j-HOMOHOMO-1-1-1 HOMOHOMO-f-1-PET1识别基团对荧光团的PET过程发生和受阻的前线轨道理论解释第一种是识别基团对荧光基团的电子转移(PET1),如图1.9所示,即识别基团的HOMO轨道介于荧光基团的HUMO和LUMO轨道之间,当被 分析物不存在时,荧光基团被激发后,识别基团的HOMO轨道的电子转移 到荧光基团的HOMO轨道,致使荧光基团被激发到LUMO轨道上的
9、电子无 法回到基态而难以产生荧光,导致荧光淬灭,即PET1过程发生。当识别基团与被分析物结合后,识别基团HOMO轨道能量降低,使 PET过程受阻,这样荧光基团的激发态电子可以返回基态,荧光恢复。精品资料总的来说,识别基团对荧光基团 的电子转移,即识别基团的HUMO轨道上的 电子占据了荧光基团的HOMO轨道;荧光基 团对识别基团的电子转移(PET2),即识别基 团LUMO消耗掉了荧光基团被激发的电子,两者最终导致荧光基团被激发的电子不能 回到基态,使荧光被淬灭。精品资料分子内电荷转移是指分子在激发态时发 生分子内电子转移,造成正负电荷分离,形成分 子电荷转移态。分子内电荷转移荧光探针分子通 常是
10、荧光团上同时连有推电壬基团(电子给体?Donor)和吸电子基团(电子受体,Acceptor),通 过n键提供电子转移的通道,形成强的推-拉作用 的共辗体系,其吸电子基团或推电子基团本身充 当识别基团的一部分。当识别基团和被分析物结 合后,作为识别基团的供电子部分或拉电子部分 的推拉电能力发生的改变,整个体系的的n电子 结构重新分布,从而导致吸收光谱,发射光谱发 生变化,主要是光谱红移或蓝移。精品资料光谱蓝移被分析物与供电子基团(电子给体,D)结合,荧光光谱蓝移V光阳红移被分析物与吸电子基团(电子受体,A)结合,荧光光谱红移.识别基团分别为电子供体和电子受体的ICT过程光谱移动示意图(其中D、A
11、分别表示电子给体和电子受体)精品资料8 9化合物8是另一类香豆素荧光探针,在香豆素的 3号位以烯键连接了一个苯并拉电子基,7号位修饰了一个 二乙胺基供电子基,构成了推拉电子体系的荧光分子探针。当羟基自由基存在时,能够将化合物8氧化为化合物9,这 样化合物9共粗度大大扩大,氮原子带正电荷增强了其拉 电子能力,使整个体系P电荷离域程度增大,从而导致吸 收光谱和荧光光谱分别红移了60 nm和156 n叫 发射波长 已位于近红外,基本不受样品荧光背景的干扰,荧光颜色 由绿色变为红色,该探针可对细胞中的羟基自由基进行比 率检测,比率信号可达210倍。精品资料 荧光共振能量转移指一个荧光体系含有两个荧光团
12、,一个充当能量供体D,另一个为能量受 体A,当用供体D的激发去激发荧光体系时,可以 发生从D到A的非辐射能量转移,从而发射出受体 荧光团的荧光。荧光共振能量转移发生必须具备 以下几个条件:*(1)能量供体荧光团D的荧光发射位于短波长处,且发射 光谱和能量受体荧光团A的吸收光谱有一定重叠,能量受 体能够在能量供体的发射波长处吸收能量;*(2)能量供体与能量受体相隔的距离必须远大于它们之 间的碰撞直径(有时甚至为70-100A);*(3)能量供体与能量受体还必须以适当的方式排列。精品资料吸能共硼嗖的荧现 勺的为光氟二荧硼实 谛明准荧为遮硼氟而 短罗琳后菽形时生J 领与氟物,服此发光 利谱,析前硫物
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 有机 分子 荧光 探针 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【曲****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【曲****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。