比率熒光探針,即兩個不同熒光發(fā)射峰的物質(zhì)組合而成的對特定目標物進行檢測的探針。與單發(fā)射的熒光探針相比,該探針的優(yōu)勢在于能夠消除外界環(huán)境的影響,探針分子自身濃度等因素帶來的誤差,同時探針的檢測速度快、靈敏度高、選擇性強,能夠獲得更加準確的實驗結(jié)果,給研究金屬離子,生物小分子等物質(zhì)提供了極大的方便,在環(huán)境監(jiān)測,生化傳感,生命科學,免疫分析等多個領(lǐng)域都有重要應用。為了提高比率熒光探針在生物小分子的檢測、選擇性以及在生物樣品方面的可視化檢測能力,本論文設計合成了兩種比率熒光探針,并開展了以下研究工作:(1)我們設計合成了一種檢測抗壞血酸(AA)的新型納米復合物比率熒光探針(CdSe@SiO_2@CdTe)。該探針是由發(fā)射紅光的碲化鎘量子點(CdTe QDs)共價連接到二氧化硅(SiO_2)包覆的發(fā)射綠光的硒化鎘量子點(CdSe QDs)上。加入KMnO_4溶液后,由于碲離子被KMnO_4氧化,紅色熒光發(fā)生猝滅。當加入AA后,紅色熒光由于量子點表面CdTeO_3/TeO_2被還原成CdTe而切換到“on”狀態(tài),即熒光恢復,SiO_2包埋的綠色熒光的CdSe QDs熒光保持不變。因此,探針溶液熒光顏色有明顯的變化(從綠色到橙色)。在最佳條件下,AA濃度為0.1~5μM范圍內(nèi),量子點在616 nm到522 nm處的熒光強度比值(I_(616)/I_(522))與AA濃度呈現(xiàn)良好的線性相關(guān)性,AA檢出限達到35 nM。此外,該比率熒光傳感器成功應用于果汁樣品中AA的分析,結(jié)果令人滿意。(2)另外,我們還設計了一種快速、高選擇性和可視化的比率熒光探針(CdSe@SiO_2@CdTe)來檢測還原型谷胱甘肽(GSH)。與工作(1)不同的是,CdTe QDs表面的修飾劑改成了N-乙酰-L-半胱氨酸(NALC)。加入Hg~(2+)后,CdTe QDs紅色熒光由于發(fā)生電子轉(zhuǎn)移和離子結(jié)合的過程而猝滅。進一步加入GSH后,由于GSH和Hg~(2+)之間的強親和力導致紅色熒光再次恢復,而硅球內(nèi)的CdSe QDs綠色熒光保持不變,導致探針溶液有一個明顯的熒光顏色的變化(從綠色到橙紅色)。在最佳條件下,量子點在619 nm到535 nm處的熒光強度比值(I_(619)/I_(535))顯示出良好的線性相關(guān)性(GSH濃度范圍,0.1-10μM),其檢出限低至42 nM。另外,該量子點比率熒光探針被成功地應用于可視化檢測蔬菜和水果樣品中的GSH。
【學位單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O657.3
【部分圖文】：

圖 1.1 熒光共振能量轉(zhuǎn)移能量傳遞過程。Fig.1.1 Illustrationg energy transfer during FRET.光共振能量轉(zhuǎn)移時，必須同時滿足以下幾個條件：（1）供體的夠大，即供體、受體的激發(fā)光譜要盡可能分開，同時供體的發(fā)射收光譜必須重疊；（2）供體與受體的熒光生色團必須以適當?shù)墓w、受體之間必須足夠接近，距離在 10 nm 以內(nèi)，這樣發(fā)生才會高。 理論的提出對許多 D-A 對的分析研究提供了有利的幫助。例如共軛萘發(fā)色團連接到羅丹明 B 和親脂性三苯基膦(TPP)陽離子上高效的檢測 Fe3+的探針。溶液在 431 nm（λEx = 371 nm）表現(xiàn)出，當加入 Fe3+后，F(xiàn)e3+與羅丹明 B 中的肼基配位發(fā)生開環(huán)現(xiàn)象發(fā) 594 nm），由于羅丹明 B 開環(huán)結(jié)構(gòu)的激發(fā)光譜與萘的發(fā)射光譜

圖 1.2 基于 FRET 的熒光探針及其傳感機制。[38]Fig.1.2 FRET-based fluorescent probe and recognition mechanism.[38]1.3.2 光誘導電子轉(zhuǎn)移光誘導電子轉(zhuǎn)移（photoinduced electron transfer, PET）[39]是指在光照激發(fā)下熒光分子的熒光團（fluorophore，F(xiàn)）和受體部分（receptor，R）發(fā)生電子轉(zhuǎn)的過程�；� PET 的探針由熒光團和受體以及連接識別受體和熒光團的連接基（spacer，如-CH2-）構(gòu)成。熒光團與受體結(jié)合時，發(fā)生光誘導電子轉(zhuǎn)移，熒光生猝滅，電子從供體轉(zhuǎn)移到激發(fā)態(tài)熒光團。當客體即目標分析物加入后，客體體結(jié)合，PET 過程受到抑制，熒光就會打開，探針就會出現(xiàn)熒光“off-on”狀態(tài)另外，PET 過程還可以用分子前線軌道理論來解釋，如圖 1.3 所示，當熒光分受到激發(fā)時，最高占據(jù)分子軌道（HOMO）上的電子被激發(fā)躍遷到最低未占據(jù)

圖 1.3 光誘導電子轉(zhuǎn)移過程及其分子前線軌道理論。Fig.1.3 Photoinduced electron transfer process and its molecular front-line orbit theory.1.3.3 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（internal charge transfer, ICT）機理[40]設計的探針是分子內(nèi)的給電子基團（Ｄ）和吸電子基團（Ａ）共價連接，形成“推－拉”作用的 Tt 電子共軛體系。在激發(fā)光照射下，電荷從給電子基團轉(zhuǎn)移到吸電子基團，分子內(nèi)電荷重排，正負電荷分離，偶極矩相應也會發(fā)生變化，熒光光譜就會出現(xiàn)紅移或藍移現(xiàn)象。當目標分析物存在時，將與其中一基團發(fā)生反應，影響分子內(nèi)電荷的重排，導致熒光光譜移動，從而實現(xiàn)對分析物的比率檢測。這類探針被廣泛用于陽離子檢測，當陽離子與給電子基團相互作用時，給電子體基團的供電子能力下降，分子共輒程度降低，導致探針熒光光譜發(fā)生藍移。相反，當陽離子和吸電子基團相
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董天宇;朱昱;李宏達;劉思佳;;硫離子熒光探針的研究進展[J];山東化工;2018年14期

2 陳博;褚文道;;小分子熒光探針的設計和展望[J];廣州化工;2018年16期

3 張曉夢;杜呂佩;;檢測鉀離子通道的小分子熒光探針的研究進展[J];藥學進展;2017年01期

4 劉海興;劉清;郇延富;;基于羅丹明類熒光探針的研究進展[J];現(xiàn)代化工;2017年04期

5 尚玉婷;;動植物體系中鋅離子熒光探針的設計、合成及初步應用[J];分析儀器;2016年S1期

6 徐龍華;方國臻;王碩;;碳點熒光探針在食品檢測中的應用[J];食品研究與開發(fā);2017年12期

7 劉清玉;陳軍憲;;基于香豆素衍生物的鋅離子熒光探針作用機理的理論研究[J];廣東化工;2017年11期

8 李檬;高天初;朱為宏;;β-半乳糖苷酶熒光探針的研究進展[J];中國科學:化學;2017年08期

9 張曉兵;;前言:分子熒光探針�？痆J];中國科學:化學;2017年08期

10 祝新月;王建西;張海霞;;生物小分子巰基化合物熒光探針研究進展[J];分析測試技術(shù)與儀器;2017年03期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 張菁菁;新型Aβ診斷/治療雙重靶向小分子的研發(fā)[D];中國科學院大學(中國科學院上海藥物研究所);2019年

2 李軍艦;幾種新型熒光探針的設計、合成與應用研究[D];南京理工大學;2018年

3 程丹;高選擇性熒光探針構(gòu)建及其在炎癥和藥物誘導肝損傷檢測中的應用[D];湖南大學;2018年

4 張晟瑞;半花菁類熒光探針的構(gòu)建及應用研究[D];西北大學;2018年

5 唐永和;新型活性羰基（RCS）小分子熒光探針的設計、合成及其成像研究[D];濟南大學;2018年

6 聶景;活性氧小分子熒光探針的設計、合成與生物成像研究[D];中國礦業(yè)大學;2018年

7 高敏;新型熒光探針設計及其在缺氧脅迫下生物活性分子的成像分析研究[D];中國科學院大學(中國科學院煙臺海岸帶研究所);2018年

8 閆力強;基于聚集誘導發(fā)光（AIE）和分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移（ESIPT）效應有機材料的合成及性能研究[D];東南大學;2017年

9 劉祥利;新型稀土配合物熒光探針合成與生物成像應用[D];大連理工大學;2018年

10 劉海洋;小分子熒光探針的設計、合成及細胞成像研究[D];清華大學;2017年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 趙虎;細胞器響應比率熒光探針的生物成像研究及非天然唾液酸的合成[D];廈門大學;2017年

2 喻思思;含羥胺功能團的熒光探針的糖基化修飾及應用研究[D];武漢理工大學;2018年

3 彭曉;比率型熒光探針的設計及其在生物小分子中的檢測應用[D];浙江工業(yè)大學;2018年

4 張漲展;用于重金屬汞靈敏分析的比色熒光探針的制備及性能研究[D];浙江工業(yè)大學;2018年

5 張林娜;比率型熒光探針設計及其對水體污染物的檢測應用[D];天津大學;2018年

6 孫鳳楠;單取代BODIPY與HFBI-RGD自組裝熒光探針：合成，表征及生物學性能評價[D];天津大學;2018年

7 朱婷婷;以RGD多肽為靶向基團、BODIPY為信號基團、O-羧甲基殼聚糖為載體的熒光探針的制備及相關(guān)性能研究[D];天津大學;2018年

8 王曉靜;七甲川吲哚菁生物硫醇熒光探針的合成及性能研究[D];天津大學;2018年

9 徐鏡;半胱氨酸（Cys）和二氧化硫（SO_2）有機小分子熒光探針的設計、合成與應用[D];南京大學;2019年

10 徐云杰;人血清白蛋白和汞離子熒光探針的設計、合成及應用[D];南京大學;2019年

本文編號：2872458