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《基于羅丹明b的陽離子熒光探針的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、基于羅丹明B的陽離子熒光探針的研究.1分子熒光產(chǎn)生的原理當用紫外或可見光照射某些物質(zhì)時，這些物質(zhì)吸收某種波長的光后會發(fā)射出波長和強度各不相同的光線，當停止照射后，這種紅光也隨之消失，這種光被稱為熒光匯1.2〕。對熒光產(chǎn)生原理和條件直到十世紀中期才弄清楚。GorgeGStokes在1852年詳細考察了奎寧和葉綠素的熒光后，首先確定和報告了他們的熒光波長總比激發(fā)波長要長。他還研究了熒光強度和熒光物質(zhì)濃度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在高濃度時熒光會淬滅，他也發(fā)現(xiàn)熒光可以被外部物質(zhì)淬滅，從而建議利用熒光達到檢測的目的。由Alexand
2、erJabfonski在1935年提出的熒光產(chǎn)生的過程圖，常被稱為Jabfonski圖131(見圖1.1)。通常情況下，熒光試劑分子處于基態(tài)，吸收光后，試劑分子的電子被激發(fā)而處于激發(fā)態(tài)，基態(tài)和激發(fā)態(tài)都有單重態(tài)和三重態(tài)兩種類型。S為電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和，其數(shù)值為O或1。S為O時，F(xiàn)ig.1.1JalllonskidiagramforaPhotolu刀。刃。eseentsystem分子內(nèi)軌道中的所有電子自旋配對，自旋方向相反，此時分子處于單線態(tài)，大多數(shù)有機物分子的基態(tài)是處于單線態(tài)。分子吸收光能后，電子越遷到高能級
3、，電子自旋方向不變，此時分子處于激發(fā)單重態(tài)。S。，51，52，.…，表示分子的基態(tài)和第一，第二，…，激發(fā)單重態(tài)，能量由低到高。如果處于基態(tài)單重態(tài)的有機物分子的電子在躍遷過程中伴隨有電子自旋方向的變化，在激發(fā)態(tài)分子軌道中就有兩個自旋不配對的電子，此時S=l，表明分子處于激發(fā)態(tài)的三重態(tài)，用T表示，Tl，T:分別表示三重態(tài)的第一第二激發(fā)態(tài)，分子中的電子從基態(tài)S0躍遷到激發(fā)態(tài)51，52，比較容易發(fā)生，進行很快(10飛)，而從基態(tài)單重態(tài)到激發(fā)三重態(tài)不易發(fā)生。高能量的單重態(tài)激發(fā)態(tài)分子(如S:)可以與其它同類分子或溶劑分子碰
4、撞通過內(nèi)轉(zhuǎn)換回到激發(fā)態(tài)的最低能級51，這一過程為10一，25，處于激發(fā)態(tài)最低能級的分子壽命一般為10礴一10一ss，它們會放出光子返回基態(tài)，這時產(chǎn)生的光就是熒光。從51到Tl能量轉(zhuǎn)化是系間跨越。從Tl到S。有兩種過程:一個事物能量釋放;另一個是放出光子，即磷光，在104一105間完成。1.2熒光分子探針的定義熒光探針定義為能和個別組織特異結(jié)合而又不干擾其他組織成分自身熒光的那些熒光化合物，為了和細胞中的自發(fā)熒光物質(zhì)相區(qū)別，人們也曾稱熒光染料為次級熒光體，相應地把這種染色過程稱為次級染色，把像葉琳這樣的自然熒光物
5、質(zhì)稱為初級熒光體。而現(xiàn)在把所有的熒光探針，不管其染色性能和對天然熒光的影響如何，都統(tǒng)稱為熒光探針〔‘〕。熒光探針大多是含有共扼雙鍵體系的有機化合物，共輛雙鍵使其容易吸收激發(fā)光，其激發(fā)波長多處于近紫外區(qū)或可見光區(qū)，發(fā)射波長多處于可見光區(qū)。作為熒光探針應該具有以下特點〔4]:第一，熒光探針的熒光必須與生物樣品的背景熒光易于區(qū)別;第二，熒光探針必須不干擾研究的主體;第三，熒光探針主要用于生物活體或在天然生物條件下的體外樣品的研究，所以熒光探針的毒性、使用的pH范圍，生物相容性等方面都有嚴格的要求。目前使用的熒光探針主
6、要有熒光素類、羅丹明類，香豆素類等化合物，它們被稱為“在化學反應中與無熒光的化合物之間形成化學鍵的物質(zhì)”〔5〕。.3熒光分子探針的結(jié)構(gòu)1切.時.成晚‘丫‘‘一、了尸/一產(chǎn)叮/夢夕盆;.護，..。吃.紐如，.加妙圖1.2熒光探針的結(jié)構(gòu)模型Fig.1.2AstrUetura】modeloffluoreseentProbe熒光分子探針一般由兩部分組成(圖1.2):(l)識別基團，能選擇性地與被分析物結(jié)合(一般形成絡合物的形式)，這使分子探針所處的化學環(huán)境發(fā)生改變;(2)熒光基團，將大連理工大學碩士學位論文識別基
7、團與被分析物絡合所引起的化學環(huán)境變化轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀子^察到的輸出信號(如熒光)。.4熒光探針與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系熒光探針的熒光特性首先取決于其自身的分子結(jié)構(gòu)，其次是環(huán)境因素的影響。大量研究結(jié)果表明，熒光探針的性能與探針的共轆體系大小、共轆二鍵體系的共平面性和剛性程度、分子母體上取代基的種類及取代基位置和幾何構(gòu)型等因素相關(guān)〔6〕。共扼體系越大，離域二電子越易激發(fā)，越易產(chǎn)生熒光，熒光強度往往越強。但是芳香環(huán)或共扼體系增加到一定程度時，只是熒光發(fā)射波長向長波方向紅移，這與共扼二鍵體系的共平面性和剛性有關(guān)。同一體系的芳香族化合物
8、，線性結(jié)構(gòu)的熒光波長比非線性的長〔，，。強的熒光試劑除了具備大的共扼二鍵體系還必須具備平面性和一定程度的剛性。含有給電子取代基的熒光化合物，其熒光強度一般都會增強。這類基團如:一NHZ，一NHR，一RZ，一oH，一OR和一CN。含有吸電子取代基的熒光化合物，其熒光強度一般都會減弱。屬于這類取代基的有一C二O，一COOH，一CHO，一NO:和一=N一。熒光體取代上重原子后，熒光減弱，而磷
