蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 1 第一章 前言 黃酮類(lèi)化合物是植物的次生代謝產(chǎn)物，廣泛存在于蔬菜、水果和藥用植物中。由于黃酮類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，因此其藥理活性也多種多樣。例如它有消炎鎮(zhèn)痛、活血化瘀、疏肝護(hù)膽、降血壓、降血脂、抗衰老等藥理活性，能促進(jìn)組織再生、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌等。具有 別為烷基， H，環(huán)己基，芳香基或雜環(huán) )，后人稱之為 。 一直都備受關(guān)注，其原因在于在C=N 基團(tuán)中 N 原子有一對(duì)孤對(duì)電子，賦予其重要的化學(xué)和生物學(xué)方面的意義1 是一類(lèi)非常重要的配體，它的合 成相對(duì)容易，改變連接的取代基，便可得到從單齒到多齒，性格迥異、結(jié)構(gòu)多變的 配體。 隨著分析化學(xué)的發(fā)展，光學(xué)傳感器以其高靈敏度、準(zhǔn)確度和選擇性等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用，其中以熒光分析技術(shù)發(fā)展最為迅速。通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換來(lái)連接小分子的熒光傳感器近來(lái)備受關(guān)注。構(gòu)造強(qiáng)度和比率熒光探針多種多樣的機(jī)理已經(jīng)在合成水溶液中的離子探針中得到闡明和應(yīng)用。 基于熒光傳感器的高靈敏度、選擇性、多功能性、和相對(duì)簡(jiǎn)單的操作，它廣泛的應(yīng)用在監(jiān)測(cè)中性和離子體系中。金屬離子的熒光探針不止在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面有廣泛的應(yīng)用，在生物研究方面也有很好的應(yīng)用。高靈敏度金屬離子的熒光探針有很好的發(fā)展前景。由于熒光探針的無(wú)破壞性、高靈敏度和瞬時(shí)感應(yīng)，相對(duì)于其它監(jiān)測(cè)和測(cè)量金屬離子的方法更有優(yōu)勢(shì)。關(guān)于化學(xué)、生物和材料科學(xué)方面的識(shí)別發(fā)生在一個(gè)比我們認(rèn)識(shí)的小的多的環(huán)境中。識(shí)別的信息在特定的分子器件中可以通過(guò)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)來(lái)傳送給我們。因此我們強(qiáng)調(diào)這樣體系的獨(dú)特行和應(yīng)用性 4關(guān)于 熒光探針正在被廣泛的研究。 檢測(cè)一直以來(lái)都是一個(gè)難題，因?yàn)橄鄬?duì)于過(guò)渡金屬 位能力很弱而且沒(méi)有特征的光譜。報(bào)道的 針大多數(shù)都是難溶于水的，這就限制了 其在生物體系的應(yīng)用，因此現(xiàn)在許多研究者都在致力于研究合成簡(jiǎn)易、水溶性的 針。 針是研究的比較多的探針，檢測(cè)鋅離子的物質(zhì)很多，在此，將簡(jiǎn)單介紹鋅離子的檢測(cè)方法。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 2 酮類(lèi)希夫堿衍生物 酮類(lèi)化合物 黃酮類(lèi)化合物是一類(lèi)多酚化合物 (泛指兩個(gè)苯環(huán)通過(guò)中央三碳鏈相互連結(jié)而形成的一系列 合物，具有以下骨架： 34568 9 1 2 3 4 5 6 7 大多數(shù)天然的黃酮類(lèi)化合物都是由此結(jié)構(gòu)衍生的， 黃酮類(lèi)化合物主要分為黃酮、黃酮 醇、二氫黃酮、橙酮、二氫黃酮醇、異黃酮、二氫異黃酮、二氫查爾酮、花色素、查爾酮、黃烷及雙黃酮類(lèi)化合物。 酮類(lèi)化合物的應(yīng)用 黃酮類(lèi)化合物是植物次生代謝產(chǎn)物，在自然界中以 游離態(tài)或與糖結(jié)合為昔的形式存在，結(jié)構(gòu)復(fù)雜繁多，在藥學(xué)和食品中有廣泛的應(yīng)用。例如， 黃酮具有降血脂、抗衰老、降糖、活血化疲和提高免疫力的功效，還有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、調(diào)節(jié)身體免疫功能、促進(jìn)組織再生等功效。紅花內(nèi)的黃酮具有消炎止痛、擴(kuò)張血管、凈化血液等功效。近年來(lái)，尤其對(duì)類(lèi)黃酮化合物抗腫瘤作用研究報(bào)道較多。由于該類(lèi)化合物種類(lèi)繁多，在植物中 廣泛存 在，毒性較低等特點(diǎn)，其抗腫瘤作用的篩選工作仍在不斷進(jìn)行，應(yīng)是今后新藥開(kāi)發(fā)研究中一個(gè)值得重視的資源，有很大的開(kāi)發(fā)利用前景。 (1) 黃酮化合物的抗癌抗腫瘤作用 黃酮類(lèi)化合物廣泛存在于蔬菜、水果、牧草和藥用植物中。經(jīng)過(guò)多年研究，發(fā)現(xiàn)黃酮類(lèi)化合物具有低毒和廣譜藥理活性，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究自然界藥物的熱點(diǎn)，具有廣闊的前景。尤其是最近幾年，世界各國(guó)相繼都掀起了開(kāi)發(fā)天然藥物的熱潮，黃酮類(lèi)化合物以其廣譜的藥理作用備受關(guān)注。人們一直致力于抗癌抗腫瘤藥物的研究，黃酮類(lèi)化合物中有抗癌抗腫瘤作用的比較多，像槲皮素、蘆丁、柚皮苷和水飛 薊素等。 黃酮類(lèi)化合物可以通過(guò)增強(qiáng)解毒作用，在癌癥的初始階段就抑制腫瘤誘發(fā)。尤其是柑橘屬的黃酮抑制皮膚腫瘤產(chǎn)生的鳥(niǎo)氨酸脫羧酶，增加無(wú)機(jī)磷酸鹽 32P 結(jié)合到磷酸膜的幾率，以此來(lái)激活蛋白激活酶 C。 盡管在這方面有大量的研究，但是在分子內(nèi)的機(jī)理還不是很清晰。橙皮素和柚皮素被檢驗(yàn)其擁有抑制由 7, 12實(shí)驗(yàn)在雌性小鼠中 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 3 進(jìn)行。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入有橘汁或柚皮苷的食物喂養(yǎng)小鼠時(shí)，腫瘤發(fā)展被延誤了。實(shí)驗(yàn)證明了橘汁的抗癌作用，同時(shí)也證明了柑橘屬黃酮類(lèi)化合物在體內(nèi)可以抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖。 像美國(guó)一樣 的發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面做了大量的工作，雖然一些黃酮類(lèi)化合物的抗腫瘤作用很好，但是因?yàn)槠鋸?fù)雜的結(jié)構(gòu)且作用位點(diǎn)較多，限制了它的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類(lèi)化合物主要通過(guò)抗自由基、抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)和抗癌因子等來(lái)達(dá)到抗癌抗腫瘤的目的。自由基在體內(nèi)富集會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞 鏈斷裂而引發(fā)癌癥。黃酮類(lèi)化合物具有抗自由基和抗氧化的作用 9例如槲皮素，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)槲皮素在 m 度就可以有效的捕獲自由基。它主要通過(guò)三種方式達(dá)到抗自由基的作用，即與超氧陰離子結(jié)合以此來(lái)減少氧自由基的產(chǎn)生；與 合阻止羥基自由基的形成； 與脂質(zhì)過(guò)氧化基 (反應(yīng)抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的反應(yīng)。黃酮類(lèi)化合物對(duì)自由基來(lái)說(shuō)是很強(qiáng)的抗氧化劑，因此它們被稱為“自由基清除劑”。這歸功于它們的供氫能力。事實(shí)上，黃酮上的酚基作為一個(gè)提供“ H 的 資 源，可以使形成的自由基消除?；衔锏幕瘜W(xué)性質(zhì)，依賴于結(jié)構(gòu)的改變，例如羥基化的程度、其它取代、共軛和聚合作用的程度等。為了把黃酮作為抗氧化劑分類(lèi)，要驗(yàn)證 以 下幾個(gè)參數(shù)： (a)與不同自由基 的比率常數(shù)；(b)自由基衰退動(dòng)力學(xué)和穩(wěn)定能力 ； (c)自由基清除反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量學(xué)。根據(jù)自由基形成和分解反應(yīng)的動(dòng) 力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)黃酮類(lèi)化合物抗氧化能力與它的特定結(jié)構(gòu)有關(guān)系。評(píng)價(jià)黃酮化合物抗氧化能力與三個(gè)結(jié)構(gòu)有關(guān)，分別是：在 B 環(huán)上的鄰苯二酚結(jié)構(gòu)，它可以通過(guò)與自由基形成氫鍵，而使其穩(wěn)定，來(lái)參與電子轉(zhuǎn)移； 2,3 位含氧的官能團(tuán)連接，負(fù)責(zé)從 B 環(huán)上進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移； 3 位和 5 位上要有羥基。此外，黃酮類(lèi)化合物通過(guò)作用于細(xì)胞的 M 或 S 期以此來(lái)干擾腫瘤細(xì)胞的增殖 ， 例如，黃芩苷可以抑制肝癌細(xì)胞增殖。查爾酮可以通過(guò)抑制蛋白激酶 (的活性來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。黃酮類(lèi)化合物可以在不同的途徑影響細(xì)胞的新陳代謝；它們可以作用在細(xì)胞膜 上和細(xì)胞內(nèi)的酶上。黃酮可以頻繁的抑制糖酵解，這是癌細(xì)胞最活躍的代謝途徑。它們可以減少白血病和 細(xì)胞中乳酸鹽的產(chǎn)生。這些影響有可能是對(duì)乳酸鹽傳輸過(guò)程的抑制，或是對(duì)細(xì)胞膜上的抑制。 黃酮 類(lèi)化合物可以影響在細(xì)胞有絲 分裂過(guò)程中酶的活性，并且控制臨界增殖的酶濃度。柑橘類(lèi)黃酮加強(qiáng)藥物治療來(lái)對(duì)抗癌癥。例如槲皮素明顯的加強(qiáng)了亞德里亞霉素對(duì)多重耐藥性的 類(lèi)乳腺癌細(xì)胞株和 腸細(xì)胞株的作用。柚皮素加強(qiáng)人體前列腺癌癥細(xì)胞中氧化性損傷后的 復(fù)。柑橘屬黃銅類(lèi)化合物可以抑制共生小鼠心臟和肝 組織中惡性細(xì)胞的入侵。其機(jī)理是基于抑制細(xì)胞移動(dòng) 13 (2) 黃酮化合物的降血脂、降膽固醇作用 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 4 次提出黃酮化合物對(duì)治療毛細(xì)管脆弱和出血有效果，導(dǎo)致這個(gè)病癥的原因是被稱為“ P”的維生素的存在 17。黃酮類(lèi)化合物具有降血脂、降低膽固醇的作用，可用于治療高血壓和動(dòng)脈硬化。人們最先發(fā)現(xiàn)了蘆丁有這類(lèi)作用，隨后又相繼發(fā)現(xiàn)了刺槐苷、黃芩苷、 7棠素等可以作為降壓藥；黃芩素、蕓香苷、槲皮素、葛根素等可以作為心腦血管治療的藥物。定期的服用黃酮類(lèi)化合物會(huì)降低老年人冠狀動(dòng)脈硬化的危險(xiǎn)。 黃酮類(lèi)化合物可以抗動(dòng)脈粥樣硬化，抑制形成動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)理的多個(gè)步驟。橙皮素限制肝臟三酰甘油的升高和由乳清酸誘導(dǎo)產(chǎn)生的膽固醇。只有當(dāng)油脂濃度很高的時(shí)候，橙皮素顯示降脂的功能。 究了橙皮素、柚皮苷、橘皮素、多甲氧基黃酮的降脂功能和代謝歸宿，他們?cè)趥}(cāng)鼠體內(nèi)通過(guò)飲食誘導(dǎo)血膽醇過(guò)多。飲食中包含 1%的多甲氧基黃酮，明顯的減少了血清總量和低密度脂蛋白 (低密度脂蛋白膽固醇 (并且趨于減少血清三酰基甘油。此外，研究者表明，提高多甲氧基黃酮代謝物在肝臟的濃度，會(huì)直接 影響在體內(nèi)的降血脂療效。一名日本學(xué)者的研究也顯示了在血漿中的黃酮類(lèi)攝入量與總膽固醇濃度呈反比的關(guān)系。柑橘屬黃酮類(lèi)化合物有抗血小板聚合和粘附的作用。甲氧基黃酮類(lèi) (川皮苷，橘皮素 ) 比羥基化合物活性更高，它們與阿司匹林有相似的功效。其他學(xué)者指出黃酮類(lèi)化合物有抗血栓形成的活性，抑制環(huán)氧酶和脂環(huán)氧酶的活性，減少凝血惡烷 白細(xì)胞三烯系列 4 的產(chǎn)生。一些黃酮類(lèi)化合物會(huì)抑制環(huán)氧酶與和脂環(huán)氧酶其中的一種，而有的會(huì)兩個(gè)都抑制。例如成分為大豆總黃酮的心樂(lè)片，可以增加冠脈和腦部的血流量，減緩心率，改善心肌耗氧和供氧平衡，從而 達(dá)到防治高血壓和冠心病的作用。淫羊藿苷也具有擴(kuò)張血管的作用。用大豆蛋白喂養(yǎng)的動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)血液膽固醇降低，證明大豆黃酮有降低膽固醇的功效。另外甲基黃酮醇胺鹽酸鹽 期研究表明，其有抗實(shí)驗(yàn)性心肌梗塞、實(shí)驗(yàn)性心律失常和實(shí)驗(yàn)性血栓形成的作用 18 (3) 黃酮化合物的抗炎殺菌作用 大多數(shù)天然的黃酮類(lèi)化合物都被認(rèn)為是抗細(xì)菌的主要物質(zhì)，尤其是異黃酮類(lèi)，最近命名為“植物抗病性物質(zhì)”，但是并不排除其他物質(zhì)。黃酮類(lèi)的抗菌或抗真菌作用歸功于酚式羥基的存在，它們對(duì)于蛋白質(zhì)有很強(qiáng)的吸引力，因此可以作為微生物酶的抑制劑，同時(shí)通過(guò) 它們對(duì) 解偶連氧化磷酸化的的作用，抑制了植物線粒體內(nèi)膜的 氫酶。此外，用異戊二烯基取代黃酮的環(huán)體系，會(huì)增強(qiáng)它們的親油性，可以通過(guò)與細(xì)胞膜相互作用，增強(qiáng)抗菌性。雖然結(jié)構(gòu)和活性沒(méi)有特定的關(guān)系可以確定，但是至少可以確定的是，黃酮化合物的抗菌性必須要有酚式羥基和親油性。根據(jù)黃酮的本質(zhì)，不同的取代會(huì)導(dǎo)致生物活性的不同。事實(shí) 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 5 上，固體樹(shù)脂、啤酒花、 658 異戊二烯基柚皮素、查爾酮衍生物和黃腐酚都包含黃酮。然而 68 異戊二烯基柚皮素都對(duì)發(fā)廯菌有抗菌作用，而有著相似取代基的黃 腐酚的抗菌性卻比上述的兩個(gè)化合物低 60 倍。同樣的， 2,5本學(xué)者小營(yíng)卓夫等從甘草中分離得到了有抗炎活性的黃酮類(lèi)成分 作為消化性潰瘍藥已經(jīng)被收入到日本醫(yī)藥品集中。經(jīng)過(guò)藥理實(shí)驗(yàn)證明， 由巴豆油和角叉菜膠引起的急性炎癥有明顯的抗炎作用 20許多控制酶（蛋白激酶 C、磷酸二酯酶、磷脂酶、脂肪氧合酶和環(huán)氧酶）控制生物中間體的形成，這些中間體對(duì)包含在炎癥的內(nèi)皮細(xì)胞和特定細(xì) 胞的活性有控制作用。黃酮類(lèi)化合物能抑制免疫和炎癥，可能與抑制這些酶有關(guān)系。事實(shí)上，柑橘類(lèi)黃酮可以抑制激活酶和磷酸二酯酶對(duì)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活。它們也影響許多免疫反應(yīng)的細(xì)胞活性，包括 T 和 B 淋巴細(xì)胞。橙皮素抑制由角叉菜膠引起的胸膜炎，減少滲出液，并且減少白細(xì)胞遷移數(shù)量。在小鼠中由酵母菌引起的體溫過(guò)高，橙皮素也可以控制。結(jié)果表明，從柑橘類(lèi)植物得到的橙皮素作為溫和的抗炎試劑，和黃酮類(lèi)化合物有這些活性的先驅(qū)，可以有潛在的醫(yī)用價(jià)值。事實(shí)上，還有一些其它研究，用老鼠的巨噬細(xì)胞，顯示橙皮素對(duì)脂多糖有抑制作用，它是由過(guò)多的環(huán) 氧酶、誘生型一氧化氮合酶、列腺素和 導(dǎo)產(chǎn)生 的 23。 (4) 色酮及其衍生物 色酮和色滿酮類(lèi)化合物具有選擇性抑制環(huán)氧酶的作用，顯示了顯著的抗炎活性。基于色酮衍生物的生物活性，包括抗分枝桿菌，抗痙攣，抗菌，抗癌，抗氧化和抑制絡(luò)氨酸酶活性。這些衍生物也是合成許多藥物，農(nóng)藥和涂料的中間體。 另外， 3夫堿在催化和有機(jī)合成中是一個(gè)重要的部分。而且，這些配體和他們的金屬配合物有各種各樣的生物、臨床、分析和工業(yè)應(yīng)用。 3床和藥理學(xué)中有 很多的應(yīng)用。有大量的文獻(xiàn)是報(bào)道色酮醛希夫堿和其金屬配合物與 連接性質(zhì)。黃酮類(lèi)衍生物具有良好的生物活性，也是重要的藥物合成中間體。研究發(fā)現(xiàn)，雜環(huán)取代色酮類(lèi)化合物有很好的抑制癌細(xì)胞擴(kuò)散、殺菌、抗病菌、降血脂血糖、促進(jìn)代謝和防止心率不齊等作用。近年來(lái)，合成了許多新型的色酮類(lèi)衍生物，且藥理得到驗(yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)商品化。為此對(duì)色酮類(lèi)衍生物的深人研究已成為當(dāng)今有機(jī)化學(xué)合成及新藥開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一。通過(guò)大量文獻(xiàn)調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)色酮環(huán)母體上取代基不同，其生物活性也有一定的改變，其中 3因而許多研究者在 3嫁接”各種活性基團(tuán)，以尋找具有較好生物活性的化合物 。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 6 希夫堿在配位化學(xué)中作為螯合的配體已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。它們?cè)卺t(yī)藥中作為抗菌、抗真菌和抗癌試劑。希夫堿配體和它們的金屬配合物在過(guò)去的十幾年被廣泛研究。由于 希夫堿在配位化學(xué)中是最廣泛用于螯合配體的。它們?cè)卺t(yī)學(xué)中作為抗菌、抗過(guò)敏和抗癌試劑非常有用。含氮的希夫堿配體和他們的金屬配合物在過(guò)去的數(shù)十年中已經(jīng)被廣泛的研究。各種各樣的希夫堿可以通過(guò)不同的胺類(lèi)和羰基化合物合成。在這幾年色酮希夫堿衍生物已經(jīng)成為許多研究者的研究中心。自然界中的許多藥用物質(zhì)和生物活性分子中的重要組成 部分都是色酮部分。 3越的生物性質(zhì)、質(zhì)子親和力、光學(xué)性質(zhì)和芳香性的程度使其在實(shí)驗(yàn)和理論上都吸引了越來(lái)越多的關(guān)注。 3在雜環(huán)化學(xué)中是萬(wàn)能的合成單體。在藥學(xué)領(lǐng)域， 3I 型 糖尿病和肥胖癥藥物的研究提供了一個(gè)新的藥效團(tuán)。 夫堿化合物 是以 名的，由伯胺和醛或酮在特定條件下反應(yīng)得到。具有 1， 別為烷基， H，環(huán)己基，芳香基或雜環(huán) )，后人稱之為 。 一直都備受關(guān)注，其原因在于在 C=N 基團(tuán)中 N 原子有一對(duì)孤對(duì)電子，賦予其重要的化學(xué)和生物學(xué)方面的意義。 是一類(lèi)非常重要的配體，其合成相對(duì)容易，能靈活地選擇各種胺類(lèi)及帶有羥基的不同醛或酮反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)。改變連接的取代基，變化給予體原子本性及其位置，便可開(kāi)拓出許多從鏈狀到環(huán)狀，從單齒到多齒，性能迥異、結(jié)構(gòu)多變的 配體，他們可以與周期表中大部分金屬離子形成穩(wěn)定性不一的配合物。如基團(tuán)中含有 O， N，S 等給予體原子，無(wú)疑將成為有利于形成異核配合物的配體。所以它在配位化學(xué)發(fā)展過(guò)程中起著 重要的作用。尤其是隨著功能配合物和生物無(wú)機(jī)化學(xué)的 發(fā) 展，更促進(jìn) 配合物的 發(fā)展。另外還在于它們?cè)诖呋锘钚?，藥物分析，有機(jī)合成及磁性功能材料等方面均有誘人的應(yīng)用前景。同時(shí)， 有很廣泛的生物活性，包括抗真菌、抗細(xì)菌、抗瘧疾、抗惡性細(xì)胞增生、抗炎、抗病毒和退熱等。亞胺和甲亞胺存在于不同的天然產(chǎn)物或非天然的化合物中。 被證明可以作為抗菌 劑。例如 ， 羥亞芐基 )化合物 1）對(duì)抗結(jié)核桿菌很好的效果， 低抑菌度 )達(dá)到 8 g/年來(lái)，隨著有機(jī) 合成手段和檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們合成了帶有各種官能團(tuán)的希夫堿配體及其配合物，并進(jìn)行了各種性質(zhì)研 究 24。對(duì)希夫堿及其配合物的研究日益成為配位化學(xué)的一個(gè)非常活躍的研究方向。在過(guò)去的幾十年中， 金屬配合物一直 備 受人們關(guān)注。這是因?yàn)橐幌聨讉€(gè)原因：一些 金屬配合物有抗腫瘤性質(zhì)、抗 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 7 氧化性和吸電子及光物理性質(zhì)。除此之外， 衍生物連接一個(gè)熒光團(tuán)對(duì)金屬離子是一個(gè)很好的光學(xué)傳感器。 光離子探針 熒光離子探針是熒光探針的一種，它是指在一特定的體系內(nèi)，由于離子（陰 離子或者陽(yáng)離子 ）的變化而引起該分子發(fā)生相應(yīng)改變，并以熒光信號(hào)的形式表現(xiàn)出來(lái)的分子 25。它的功能是選擇性識(shí)別離子并將識(shí)別信息轉(zhuǎn)換為熒光的形式，其由熒光發(fā)色團(tuán)、間質(zhì)和識(shí)別基團(tuán)這三部分構(gòu)成一個(gè)完整的體系（如圖 1 圖 1金屬離子熒光探針的結(jié)構(gòu) 熒光離子探針的識(shí)別性能評(píng)價(jià)主要受選擇性、靈敏性、水溶性、實(shí)時(shí)性和原 位檢測(cè)性能這五種因素的影響。選擇性主要是指探針?lè)肿雍妥R(shí)別目標(biāo)的作用區(qū)別于其它因素的情況。它與探針?lè)肿雍捅粰z測(cè)物之間的選擇性結(jié)合有著直接的關(guān)系；在有的情況下，熒光發(fā)色團(tuán)的熒光發(fā)射性能會(huì)受到客體的影響 ，所以識(shí)別選擇性還同相作用的客體性質(zhì)密切相關(guān)。理想的選擇性是專一性的識(shí)別，也是人們?cè)O(shè)計(jì)探針?lè)肿訒r(shí)所追求的目標(biāo)。 靈敏度主要是指探針?lè)肿訉?duì)檢測(cè)產(chǎn)物的最低檢測(cè)程度，是靈敏性的表現(xiàn)形式。靈敏性受很多因素的影響，主要包括以下四個(gè)方面。第一，探針?lè)肿优c被檢測(cè)物的結(jié)合強(qiáng)度是識(shí)別靈敏性的前提。一般說(shuō)來(lái)，結(jié)合程度越大，靈敏度越高； 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 8 第二，影響識(shí)別靈敏性的另一種因素是熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換效率。一般說(shuō)來(lái)，熒光信號(hào)增強(qiáng)型的離子探針相比較與熒光信號(hào)猝滅型的探針?lè)肿訐碛懈叩臋z測(cè)靈敏度；第三，探針?lè)肿拥臋z測(cè)靈敏性也會(huì)受到熒光發(fā)色團(tuán)的量子產(chǎn)率、 熒光波長(zhǎng)、斯托克斯位移和背景熒光等因素的影響；最后，儀器性能也影響著探針?lè)肿拥撵`敏性。水溶性是探針?lè)肿討?yīng)用價(jià)值的重要基礎(chǔ)。金屬離子熒光探針的主要應(yīng)用領(lǐng)域是生物、醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，在這些體系中，金屬離子一般存在于水相中，這就要求探針?lè)肿泳哂辛己玫乃苄?。然而，我們知道水分子和金屬離子之間存在著較強(qiáng)的水合作用，而且水分子還可能與探針?lè)肿拥淖R(shí)別基團(tuán)存在著較強(qiáng)的復(fù)合作用。所以，在水相體系下來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子的識(shí)別要比有機(jī)相體系中的檢測(cè)具有更大的難度和挑戰(zhàn)?？紤]到以上面臨的問(wèn)題，設(shè)計(jì)和合成高水溶性的熒光離子探針成為 了當(dāng)前研究的重點(diǎn)。從目前的研究成果看來(lái) ,水溶性探針要優(yōu)于非水溶性探針。實(shí)時(shí)性主要是指探針?lè)肿訉?duì)檢測(cè)物的響應(yīng)速度。響應(yīng)速度越快說(shuō)明探針?lè)肿拥膶?shí)用性越高，越有利于在實(shí)際生活和生產(chǎn)之中應(yīng)用。原位檢測(cè)性能則取決于探針?lè)肿油粰z測(cè)體系之間的相容性。相容性越好，則原位檢測(cè)性能越好。其實(shí)在一定限度內(nèi)，儀器對(duì)熒光探針檢測(cè)的空間分辨率有著重要影響。探針?lè)肿拥膶?shí)際應(yīng)用價(jià)值受到上述因素的影響。因此，在探針?lè)肿釉O(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者要考慮來(lái)改善上述因素。例如，可以通過(guò)選擇不同的螯合模式和熒光發(fā)色團(tuán)來(lái)提高靈敏度；以通過(guò)修飾識(shí)別基團(tuán)（受體 ）來(lái)提高探針?lè)肿拥倪x擇性；可以通過(guò)增加分子中水溶性基團(tuán)來(lái)提高水溶性等。 離子的危害及其檢測(cè) 鋁是含量最 多的金屬元素，在所有元素中排第三（在氧和硅元素之后）。因此，它在許多工業(yè)領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，包括汽車(chē)和計(jì)算機(jī)制造業(yè)。酸雨 將 土壤中的鋁淋洗走，使環(huán)境和水中的游離的 多，這對(duì)于生長(zhǎng)的植物是致命的。人們發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)的動(dòng)植物和自然界的水中，鋁通常是以 三價(jià) 的離子形式存在。人們完全暴露在鋁中，例如水處理、食品添加劑、以鋁為載體的藥物、職業(yè)粉劑、鋁的容器和廚房用具等都存在鋁。每周每 1體的重量，最多可以 攝入 7量鋁的攝入會(huì)影響腸內(nèi)鈣的吸收，導(dǎo)致軟骨病；同時(shí)也會(huì)影響血液中鐵的吸收，導(dǎo)致貧血。鋁的毒性也會(huì)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生危害，會(huì)導(dǎo)致像老年癡呆和帕金森癥，也會(huì)導(dǎo)致血液中毒。在最近今年，基于熒光傳感器在醫(yī)藥和環(huán)境的潛在應(yīng)用，它越來(lái)越受人關(guān)注 26 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 9 眾所周知， 在 19 世紀(jì)末，鋁離子可以和自 然 界中的黃酮類(lèi)化合物及多酚化合物復(fù)合，這個(gè)復(fù)合物可以引發(fā)熒光。例如槲皮素和桑色素可以和鋁形成熒光化合物，而當(dāng)他們單獨(dú)存在時(shí)，并沒(méi)有熒光。一些其它非自然界的染料，例如二羥基偶氮苯和它衍生的熒光鎵試劑或 8認(rèn)為是鋁的熒光配體。這些配體通過(guò)熒光技術(shù)來(lái)測(cè)量鋁的含量。然而，分析發(fā)現(xiàn)原子吸收光譜 (電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜相對(duì)于傳統(tǒng)的熒光方法有了提高?，F(xiàn)今，熒光顯微法的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)新的道路，可以設(shè)計(jì)鋁離子熒光探針在生物 媒介中成像。因此，現(xiàn)在要致力于提高配合物的效率和對(duì)鋁離子的選擇性。這可以通過(guò)用多齒配體來(lái)實(shí)現(xiàn)，螯合效應(yīng)可以得到比較大的穩(wěn)定常數(shù) 29。 在此部分，根據(jù)鋁離子熒光探針的機(jī)理不同，分為以下幾類(lèi)進(jìn)行討論。 (1)基于 理的鋁離子探針 在各種陽(yáng)離子熒光分子探針中，利用 理設(shè)計(jì)的熒光分 子探針最為常見(jiàn)。在 光分子探針中，識(shí)別基團(tuán)與熒光團(tuán)之間的識(shí)別信息與熒光信號(hào)之間的轉(zhuǎn)化是靠光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移完成的。 光分子探針的具體工作過(guò)程如下：熒光探針的識(shí)別基團(tuán)具有電子給予能力，它能夠?qū)⒆罡哒加熊壍?(的電子轉(zhuǎn)入激發(fā)態(tài)，從而使 出，而被激發(fā)的電子不能回到原來(lái)的軌道上，從而使熒光淬滅；當(dāng)識(shí)別基團(tuán)和識(shí)別分子結(jié)合后，使得其氧化電位升高，降低了其給電子能力，識(shí)別基團(tuán)的 量低于發(fā)色團(tuán)的，阻止了 程，發(fā)色團(tuán)熒光恢復(fù)。 如下圖所示，顯示的是 程 30。 F l u o r o p h o r e S p a c e r R e c e p t o A b F l uF l u o r o p h o r e S p a c e r R e c e p t o A b sG u e s 理 過(guò)程 光探針的作用機(jī)理可由前線軌道能量來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明（如圖 1 L E P E L H OB a c k E TE x c i t e d a c c e p t o r D o n o r A c c e p t o rr a d i c a l a n i o nD o n o rr a d i c a l c a t i o n 圖 1線軌道能量示意圖 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 10 X. 理的鋁離子熒光探針?lè)肿?2。它是由 N 和 S 兩個(gè)電子供體同時(shí)誘導(dǎo)的。由于 S 對(duì) 敏感，因此該探針可以在 3圍內(nèi)檢測(cè)鋁離子。當(dāng)加入 ， S 和 N 電子供體，會(huì)抑制 得熒光恢復(fù) 31。苯甲酮衍生物作為一個(gè)化學(xué)個(gè)體廣泛 應(yīng)用于研究一系列材料，例如光敏離子和混合光敏二氧化硅納米粒子等。另一方面，基于亞胺的化學(xué)傳感器易制備和高的選擇性，很受人們的青睞。雖然苯甲酮衍生物一直是作為有效的 針被人所知，很少有報(bào)道用苯甲酮作為支架的化學(xué)熒光傳感器。，作為 針。該探針對(duì) 有熒光增強(qiáng)，但是從發(fā)射光的顏色和發(fā)射峰的位置可以看出與 同，圖 1于萘很短的熒光壽命，低熒光量子產(chǎn)率和既可以作為給予體又可以作為接受體，因此它可以成為理想的化學(xué)熒光傳感器 的組成部分 32。萘可以輕松的連接一個(gè)親水的基團(tuán)，來(lái)增加它的水溶性，從而可以在活細(xì)胞中檢測(cè)鋁離子。 A. ，該探針的發(fā)色團(tuán)是萘 的熒光由于 受體的 程而淬滅33。受探針的大小影響， 能和 O 原子結(jié)合，從而抑制了 程，使得熒光增強(qiáng)，如圖 1 O O 2 2O H 3 4 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 11 圖 1化合物 3 對(duì)鋁離子識(shí)別的離子選擇性 圖 14 對(duì) 別的 理過(guò)程 (2) 基于 理的鋁離子探針 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ 稱 典型的 相連構(gòu)成的。識(shí)別基團(tuán)可以是電子給予體或電子受體，當(dāng)有光照射時(shí)，探針?lè)肿颖还庾蛹ぐl(fā)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)從電子供體到電子受體的電荷轉(zhuǎn)移（ 當(dāng)識(shí)別基團(tuán)與被測(cè)分子結(jié)合時(shí)，會(huì)改變電荷轉(zhuǎn)移的強(qiáng)度，從而導(dǎo)致熒光光譜的改變，使光譜藍(lán)移或紅移 34。 陽(yáng)離子型 針在結(jié)合底物后熒光光譜的波長(zhǎng)變化如圖 1示。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 12 圖 1陽(yáng)離子對(duì) 光探針吸收及發(fā)射波長(zhǎng)的影響 例如化合物 5 在結(jié)合 ，其發(fā)射光譜產(chǎn)生紅移?；衔?6 很有意思，因?yàn)樵诩尤?，它的羅丹明形式的熒光團(tuán)轉(zhuǎn)變成熒光素形式的發(fā)射體。大環(huán)體系 在熒光傳感器領(lǐng)域的影響力越來(lái)越大，化合物 7 和 8 是比較早的基于 理的大環(huán)的化學(xué)熒光傳感器。因?yàn)橄愣顾丶捌溲苌镉锌烧{(diào)的光物理性質(zhì)和在可見(jiàn)光區(qū)特定的熒光行為，得到了研究者大量的應(yīng)用。 理的鋁離子熒光探針（化合物 9 和化合物 10）。探針 9 中的香豆素可以識(shí)別并結(jié)合鋁離子，而因?yàn)轵献饔茫X的雜環(huán)聯(lián)吡啶對(duì)金屬離子有很強(qiáng)的親和力。當(dāng)增加探針 9 和 液的極性時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)射峰出現(xiàn)紅移，說(shuō)明了該探針是 理。如圖 1示，在探針?lè)肿?10 的乙腈溶液中加入 ，在 532 的發(fā)射光淬滅，在 446 出現(xiàn)一個(gè)新峰。這個(gè)藍(lán)移伴隨著熒光的增強(qiáng)，并且和 度有一定關(guān)系。在 532 光譜的淬滅是因?yàn)?丹酰上的 的連接，減少了電子轉(zhuǎn)移，因此抑制了 程，在吸收和發(fā)射光譜產(chǎn)生藍(lán)移。另外 聯(lián)吡啶三唑上的 N 原子配位，抑制了 程，因此導(dǎo)致了發(fā)射光譜的加強(qiáng)。在 446 的熒光強(qiáng)度當(dāng) 10 和 1:1 飽和時(shí)達(dá)到最大 35 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 13 圖 1探針 10 加入 ，熒光光譜變化 蒽醌被用作金屬離子和陰離子 的化學(xué)傳感器因?yàn)樗母呶障禂?shù)和肉眼可觀測(cè)到的檢測(cè)行為。此外，它在電分析化學(xué)也很受歡迎，因?yàn)樗孽w系顯示了兩個(gè)連續(xù)的電子衰減過(guò)程，形成了 2-。因此主體連接蒽醌作為一個(gè)傳感器或許可以應(yīng)用于檢測(cè)金屬陽(yáng)離子，通過(guò)其對(duì)目標(biāo)物獨(dú)特的光和電化學(xué)響應(yīng)。 組設(shè)計(jì)合成了一個(gè)蒽醌類(lèi)的鋁離子熒光探針?lè)肿?1。該探針中蒽醌上的羰基連接金屬離子后，因?yàn)?致探針?lè)肿拥奈諑Ъt移 37。 M e 2 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 14 M 2C O 2 7 9 10 11 (3) 基于其它機(jī)理的鋁離子探針 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 15 眾所周知 ，與其它金屬離子相比，關(guān)于檢測(cè) 熒光和比率化學(xué)傳感器報(bào)道的很少。它們通常是通過(guò)光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移（ 振能量轉(zhuǎn)移、互作用。這些方法大部分都有限制，例如 差的選擇性和靈敏性，繁瑣的合成步驟，在水溶液中缺少實(shí)用性。因此，研究一個(gè)在水溶液中檢測(cè) 探針刻不容緩。 s 小組在 2001 年首次報(bào)道了噻咯分子以整體形式 發(fā)的冷光比在溶液中強(qiáng)。像均二苯乙烯、芴、并五苯和芘衍生物，被證明有相似的性質(zhì)。這些分子通常可以被分為兩類(lèi)。在第一組中，產(chǎn)熒光的分子以整體存在時(shí)，會(huì)有很高的冷光，而在良溶劑中不會(huì)發(fā)射熒光，因此與傳統(tǒng)的 光體相反。因此這個(gè)發(fā)射是通過(guò)聚合誘導(dǎo)產(chǎn)生的， 這個(gè)不尋常的現(xiàn)象命名為“聚合誘導(dǎo)發(fā)射”（ 在第二組中，發(fā)光體在溶液中有熒光，在聚合態(tài)產(chǎn)生更強(qiáng)的熒光。因?yàn)楣獍l(fā)射是因?yàn)榫酆蠎B(tài)，這個(gè)影響被稱為“聚合 在過(guò)去的幾年， 傳感器和光電器件等高科技中有潛在的應(yīng)用。首先， 在)分子上接入官能團(tuán)會(huì)發(fā)現(xiàn)出新的化學(xué)和生物傳感器來(lái)檢測(cè)金屬離子、生物分子、有機(jī)蒸汽、手性分子和爆炸物。在早前的研究，發(fā)現(xiàn) 1,2,5生物有很好的 質(zhì)。尤其是 4-(2,51苯酸鈉鹽( 在 加一個(gè)羰基，可以和 成很高的熒光聚合體，可以高選擇性和高靈敏的選擇 針?lè)肿?和化合物 12， 13。如圖 1 理的傳感過(guò)程 38。 圖 1基于 理的傳感過(guò)程 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 16 O N aN a O O C C O O N 12 13 在過(guò)去的幾十年里，許多熒光方法被研究，并且一些已經(jīng)成功應(yīng)用到生物體系中。然而，大多探針雖然熒光有很大的增強(qiáng)或淬滅，但是都只有一個(gè)發(fā)射強(qiáng)度改變作為對(duì)目標(biāo)物質(zhì)濃度改變的響應(yīng)信號(hào)。然而，一個(gè)熒光信號(hào)容易受許多因素影響，例如光致褪色、發(fā)色團(tuán)的濃度、光照穩(wěn)定性、樣品環(huán)境（ 劑極性，溫度等） 和儀器的敏感度。因此，信號(hào)發(fā)射檢測(cè)在生物環(huán)境中對(duì)特殊的熒光檢測(cè)存在一定的問(wèn)題 39雙信號(hào)熒光方法，允許兩個(gè)不同發(fā)射帶的測(cè)量，這就使得他們?cè)跓晒庑盘?hào)檢測(cè)中更具吸引力，因?yàn)閮蓚€(gè)發(fā)射強(qiáng)度間的信號(hào)比率可以消除上面提到的負(fù)面影響。幾個(gè)原則在設(shè)計(jì)雙信號(hào)熒光加強(qiáng) (法上得到應(yīng)用。最典型的機(jī)理是兩個(gè)信號(hào)機(jī)制的連接，例如，構(gòu)象限制和電荷轉(zhuǎn)移感應(yīng)，內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移和分子間激發(fā)態(tài)質(zhì)子轉(zhuǎn)移，光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移和分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移及激發(fā)態(tài)形成。第二個(gè)機(jī)理是熒光共振能量轉(zhuǎn)移連接誘導(dǎo)（ 第三常用的機(jī)理是納米傳感器，包含一 個(gè)參比的熒光染料和響應(yīng)的熒光染料。大多數(shù)關(guān)于 報(bào)道都有著一定的挑戰(zhàn)，例如在接受體和發(fā)色團(tuán)之間的共價(jià)連接、在水中很差的溶解度，只能在有機(jī)溶劑中應(yīng)用。為了應(yīng)對(duì)上面的挑戰(zhàn)， M. 理來(lái)設(shè)計(jì)了一個(gè)雙信號(hào)熒光加強(qiáng)的方法。為了證明這個(gè)新方法，他們用茜素紅 S（ 14）和內(nèi)消旋四（ 4吩四甲苯磺酸鹽（ 15）分別作為 接受體和發(fā)色團(tuán)?？尚行栽囼?yàn)的信號(hào)傳導(dǎo)在圖 1顯示， 是蒽醌和一個(gè)有名的生物調(diào)色劑的衍生物。因?yàn)?指示劑，它產(chǎn)生兩個(gè)羥基和一個(gè)磺酸基，用來(lái)光譜光度測(cè)量和滴定測(cè)量。當(dāng) 在時(shí)， 吸收光譜在 420 有一個(gè)強(qiáng)的峰（圖 1和 過(guò)加入 望能夠有效地扭轉(zhuǎn) 熒光發(fā)射。因此，一個(gè)高濃度的 些 激發(fā)會(huì)被過(guò)濾掉，以此來(lái)控制光子激發(fā)熒光團(tuán) 42。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 17 O 3 N 14 15 圖 1可行性試驗(yàn)的機(jī)理 圖 1當(dāng) 在時(shí)， 吸收光譜 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 18 離子的危害及其檢測(cè) 鋅離子在自然界中和生物體系中都起著至關(guān)重要的作用。在天然水中，鋅會(huì)以可溶的絡(luò)合物狀態(tài)存在，并向底質(zhì)沉積物遷移轉(zhuǎn)化。它與天然水中的粘土礦物質(zhì)締合，被吸附成為吸著離子。含有鋅的廢水排放到天然水中后，水生動(dòng)物有很強(qiáng)的吸收鋅的能力，致使水中的鋅向生物體內(nèi)遷移。鋅離子在人體內(nèi)的含量?jī)H次于鐵離子，其正常范圍在 不同的生物系統(tǒng)，例如基因表達(dá)、蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)換和神經(jīng)傳遞中 扮演著重要的角色。 細(xì)胞內(nèi)鋅離子濃度的破壞，會(huì)導(dǎo)致一系列疾病的發(fā)生，例如老年癡呆、癲癇和嬰兒腹瀉等。另外隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展， 像 樣的過(guò)渡金屬離子導(dǎo)致的環(huán)境污染已經(jīng)很?chē)?yán)峻，并對(duì)人體健康和環(huán)境構(gòu)成了威脅。 而且，鋅離子也是環(huán)境污染物，濃度過(guò)高會(huì)降低土壤中的微生物活性從而危害植物。因此，檢測(cè)鋅離子對(duì)生物和環(huán)境都有很重要的作用。雖然關(guān)于檢測(cè)鋅離子的不同方法例如紫外、電位法、原子吸收光譜法被報(bào)道，但是由于鋅離子的 3電子軌道，導(dǎo)致其沒(méi)有任何光譜或磁性?；跓晒馓结槞z測(cè)法的簡(jiǎn)便、高效和低成本，在過(guò)去的十 幾年內(nèi)鋅離子的熒光探針已經(jīng)吸引了廣大科研工作者的興趣。鋅離子接受器總體來(lái)說(shuō)包括喹啉衍生物、吡啶衍生物、聚胺、三聯(lián)吡啶和氨基乙二酸等。 許多 探針是通過(guò)鏈接不同的熒光團(tuán)來(lái)設(shè)計(jì)的。然而，許多鋅離子探針都是不溶于水的，這就限制了其在生物體系的應(yīng)用。其他的探針是由于低細(xì)胞透性而不能應(yīng)用在活細(xì)胞中 43 因?yàn)猷退难苌锓€(wěn)定的光學(xué)性質(zhì)和很好的水溶性，使得它們作為許多熒光探針的熒光團(tuán)。 X. M. 小組最近設(shè)計(jì)合成了一個(gè)新的喹啉類(lèi)的鋅離子和鎘離子探針 (16)。這個(gè)探 針可以在水溶液中進(jìn) 行檢測(cè) 48。 Y. 小組設(shè)計(jì)合成了喹啉類(lèi)探針?lè)肿?1749。 個(gè)新的喹啉類(lèi)的鋅離子探針 （ 18） 。該探針是水溶性的，可以在水溶液中檢測(cè) 而且檢測(cè)限達(dá)到了 2 10-8 50。 J. 9， 基于 識(shí)別，并且做了細(xì)胞成像 51。 17 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 19 19 3N H H 3 21 一個(gè)熒光探針通常由兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元組成：特定識(shí)別目標(biāo)分子或離子的接受體，轉(zhuǎn)換主客體識(shí)別成熒光信號(hào)的熒光團(tuán)部分。因 為香豆素的高的熒光量子產(chǎn)率，使其成為被廣泛的應(yīng)用的有效的熒光團(tuán)。除此之外，香豆素衍生物通常很容易合成得到，并且有很好的水溶性、低細(xì)胞毒性和良好的細(xì)胞透性，使得它們成為研究生物體系的有力的化學(xué)工具。 J., et 合成了一個(gè)香豆素類(lèi)的鋅離子探針 20。該探針基于 光機(jī)理，在很寬的 圍內(nèi)都可以檢測(cè)鋅離子，并且做了細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)如圖 12。 在過(guò)去的幾十年里，卟啉作為不同金屬離子的分析試劑已經(jīng)得到越來(lái)越多的關(guān)注。卟啉擁有芳香性、平面性和剛性的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，卟啉擁有很好 的光物理性 質(zhì)包括強(qiáng)熒光、較大的斯托克位移和相對(duì)長(zhǎng)的激發(fā) （ 400發(fā)射波長(zhǎng)（ 600這可以最小減少背景熒光的影響。這使得卟啉 可以 作為多個(gè)金屬離子的熒光團(tuán)。然而，金屬離子嵌入卟啉非常的慢，這就限制了卟啉作為金屬離子熒光配體的應(yīng)用。為了加速金屬離子和 卟啉配體的反應(yīng)速率，多種方法已經(jīng)報(bào) 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 黃酮類(lèi)席夫堿配體識(shí)別 針的設(shè)計(jì)合成和表征 20 道過(guò)。除此之外，一些卟啉的超分子復(fù)合物利用其對(duì)鋅離子的催化影響來(lái)檢測(cè)鋅離子。 R. 1，它的檢測(cè)限是 5 10-7 53。 圖 1熒光探針?lè)衷?18 在 細(xì)胞內(nèi)識(shí)別鋅離子的熒光成像 許多努力都在致力于研究能識(shí)別生物體內(nèi)游離態(tài)的鋅離子的熒光探針。鋅離子熒光傳感器的一個(gè)典型結(jié)構(gòu)是由一個(gè)熒光團(tuán)和鋅的特定接受器組成。鋅的特定接受器包括二苯胺 (二苯基乙二胺 (對(duì)苯二甲酸 (或者以游離態(tài)存在時(shí)，這些接受器把它們的電子轉(zhuǎn)移到鄰近的處于激發(fā)態(tài)的熒光團(tuán)上，使得熒光淬滅，然而當(dāng)一個(gè)鋅離子參與配位后，這個(gè)過(guò)程被抑制，發(fā)射因此會(huì)變強(qiáng)。因此可以通過(guò)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移 (機(jī)理，來(lái)對(duì)鋅離子進(jìn)行檢測(cè)。基于 理的傳感器的成功，使得大 量的多種多樣的分子結(jié)構(gòu) 被合成 ，它們致力于提高鋅離子的選擇性和最佳解離常數(shù) (然而接受體結(jié)構(gòu)的變化，經(jīng)常會(huì)擾亂氧化