萘酰亚胺类汞离子比率型荧光探针的设计、合成

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1、硕士毕业论文第1章绪论化学传感器是一类转换器，可选择性地将分析对象的信息(如酸度、浓度、粘度、化学或生物物种等)转变为分析仪器易测量的物理信号。目前，电化学与光学传感器是两个活跃的研究领域。1．1光化学传感器得益于现代电子技术的发展，电化学传感器出现较早，该领域的研究十分活跃，新技术新方法不断涌现：光化学传感器的出现相对较晚，然而该研究领域所具有的实用性为其发展提供了便利条件，因此迅速成为现代分析化学的前沿研究领域之一。光化学传感器是利用敏感层与被测物质相互作用前后物理、化学性质的改变而引起的光谱性质的变化检测物质的一类传感器【1

2、1。随着光纤技术及光集成技术的迅猛发展，光化学传感器引起了人们的极大关注，并且已经广泛地应用于工业、环境、生物医学的检测中12J。1．1．1荧光化学传感器荧光化学传感器具有选择性好、灵敏度高、简便快速、可利用光纤技术实现远距离实时检测、如果在吸收光谱上有比较大的变化，可以在不借助于任何仪器的情况下，直接通过颜色的变化来实现裸眼识别等优点，近年来引起了人们极大的兴趣。荧光化学传感器的出现和近年来超分子科学的进展诸如分子组装、主客体化学、非共价相互作用，以及光诱导电子转移(PET)及分子内共轭的电荷转移等密切相关。而另一方面，它的发展

3、也和许多科学技术领域诸如生物化学、临床医学、药物化学以及环境科学中提出的大量实际问题密切相关。1987年Nobel化学奖授予了Pedersen(研究冠醚)，Cram(研究主客体化学)和Lehn(研究超分子化学)，标志着化学的发展进入了一个新的时代，超分子化学的重要意义由此被人们真正认识到。超分子化学的研究是对非共价键较弱相互作用键合起来的复杂有序的且具有特定功能的分子集合体的研究，它的诞生与发展极大地激发了化学家的想象力与创造力。超分子化学不仅在材料科学和信息科学中具有重要的理论意义，而且在生命科学中也具有广阔的应用前景，目前这一

4、领域的研究主要集中在分子识别、化学反应和分子输送三个方面。而分子识别研究是前提和基础，其对于设计高选择性和强结合力的人工受体分子具有重要的理论和实际意义；另外，以分子识别为基础，研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系，萘酰哑胺类比率型荧光探针的设计、合成对揭示生命现象和过程具有重要意义，并可能给化学研究带来新的突破。所谓分子识别是主体(又称受体)对客体(又称底物)的选择性结合并产生某种特定功能的过程。因此，分子识别是有目标的结合，它是通过一系列结构确定的分子间相互作用而组成的模式识别过程。分子识别过程可以通过设计某种能产生和传递特

5、定信息的分子器件来加以检测，在过去曾设计的分子识别中信息的读取常用电、磁等性质——如氧化还原电位、核磁共振等。而光信号由于可以通过分子的发光现象或者吸收光谱的变化来探测分子闻的相互作用，往往易于传递和控制，并且灵敏度很高，因此近年来荧光化学传感器(Fluorescentchemosensor)越来越受到人们的青睐。1．1．2荧光化学传感器的模型荧光化学传感器通常由以下三个部分组成f3】：(1)外来分子的识别基团，(recognitionmoiety)，即键合基团，它负责识别和结合客体分子；(2)荧光基团(reportmoiety)

6、，即信号基团，它负责产生光信号；(3)连接体(spacer)部分也称隔离基团，它负责连接荧光团和识别基团，此外它还起到当分析对象进入识别基团时引起荧光基团的发光特征发生变化的枢纽作用。分析对象被识别时，荧光基团内在的光物理特性被影响，荧光信号的输出形式发生改变，侧如荧光峰值位置的移动，荧光量子产率的高低，荧光寿命的变更，荧光偏振的改变以及新荧光峰的出现等。因此荧光团可起信息转化的作用，即将识别信息转化为光学信号的作用。r哪Ion枷ie仃recog蛐n脚酶船Fig1．1As垂rⅡctur曩l越OdelOf曩HOresce萎耋prOb

7、e1．1．2．1荧光基团尽管在荧光分子探针的研究中，对不同种类的荧光基团的研究远少于对识别基团的报道。但荧光团在荧光分子探针中的作用与识别基团同样重要，荧光团的荧光量子产率、吸收波长、发射波长、光稳定性等光物理性质决定了探针的光物理性质。荧光基团是荧光分子探针的最基本组成部分，作用是将分子识别信息表达为荧光信号。一般来说所有荧光化合物都可做荧光分子探针的荧光基团，通常芳香蓍唧辘誊量净●硕士毕业论文族化合物：如稠环芳烃，以萘、蒽、芘为主要代表的稠环芳烃类化合物都具有强而稳定的荧光。它们作为结构最简单的荧光基团，经常用于基础理论的研究

8、。另外它们易产生激基缔合物荧光【4l，这一特性是其它种类的荧光团不能代替的。以荧光素l和罗丹明2为代表的咕吨类荧光化合物【5．6】是非常经典的荧光染料，经常被用于各类荧光分子探针的合成。荧光染料317j是近年来倍受青睐的生物大分子标记用荧光染料，特