（分析化学专业论文）ict荧光试剂应用于分子识别.pdf

摘要 使蛋白 质荧光碎灭。 通过静态碎灭方程计算出 人血清、牛血清白 蛋白 与配合物 间均存在2 个结合位点。采用同步荧光技术考察受体对血清白蛋白构象的影 响，发现配合物的引入使蛋白质的二级结构发生变化，酪氨酸残基所处的环境 的疏水性增强。 关 键 词: 分 子 识 别; ic t 荧 光 受 体: 硫 脉 衍 生 物 ; h 广; 助2 斗 ; 血 清白 蛋白 ab s t rac t mo l ec 川 ar 脚6 onb a s edonfl uor 已 乳 沈 旧 c edet 以 滋 onb asm 助 y m erits ， it b as 川 力 旧 d e d m 也 力甜“ 丙 on助d bas b e e n 即p li 目ton 切 口 y fi el ds， such as 】 讹sc i en。 绍 ， .v i r o nm e n 园 sci切ces and con u n 切 山 c a 五 o n sc i e n c e . in面s th e si s ， i c tn uore s c e n ce c h 曰 口 0 别 欲 ” 幻 rs con ta in in g n-amin o( 面。 ) w o t s ynth e s i刀 川 ，止 d rsp ec加 协 。 详 币esand叩 p l i ca t i on 加m ol ec ul ar 脚tion 址 w ebe e n坦 v e 抓 g at 曰inthe foll o 如 9 五 v e cl 坦 p 切 . 加c 址 叼 斑1 ， the de v e l o plnent ofmole c u 】 art e 0 娜tion an d 刃 q a lnfl u o 优 s c e d e m ec 抽 面 sms of找 父 。 9 山 ti onw e 代r e v i e 翎 记 . inc 加 甲 terz ， th e in t e r ac l l on卜 沈 w ee n n-田 且 i n 。 ( 而。 ) 世 e asand s e n lmal b ununwas 运 v e 就 i g at e dby abso rb 翻 叮 笼s pec 。 斗 刀 p y阳dn uore ce si 笼 c tros c 0 p y . f r 卫 t 翻 泊 d i e s in d lc 掀 ed阮 。改 留七 出 场 丘 沈云 。 mp ro 抚 沁 toth e l c t月 u o r o p b o r e ， w 肠 比 团 . d ethe 1 c tfl uore sc e 口 c eof fl u o r o p h o 茂山 c 了 处 姆朗 dp ro t e 沁， 加。 此 s c e d c e d ecte ase.s ync 知 旧 n ousn u o r e s c e n c e即 以 方 o scopy 肥 v cal ed th a tth es e c o n d ary 就 川 c 加 爬。 f h s aorb s amol ec ul esw a s a 】 s o c 址 坦 g e dinthe p r e senceofthe i c t n ， 1 o r e ， 护 e n t 501 1 甘 1 0 ”、 即 a s 扒。 卯s ed 比e m叼。 5 油e t er 刃5 记b 愁edo n forthe n一 ip- ( d 汕e th y l 出 n in o)benz 知 丽doi 一、 户e n y 脚。 urea-t b efl u 山尸 r n o d 0 s 五 n e 衍c 悦抽v i o 路 加w田 月me tal1 0 刃 国 w 曰吧 aswell asse l。 比 iv itywas a c hi ev edfor h 广. 珑5 月 u o res ceni l ， 3 声心 习 记 i azo les w hi c hw a 名 ， 5 声c 如 s copy r e s poo s ec 田 叮 e l bythe h 扩 + 加丘比t l o n 找 翔 cti 0 d t 七 e印 忱 加 o f e sl r o a s sandir 口 o vi d ed 山贻 r 口c l i o 几 it 、 甲 a sp 拍功】 5 】 n g 允r d 廿 别 笼h 扩 小in .板 m 钊 口 闭回 o r b i o l o gi 司 别 ” n p l es . inc hap t e r 4 ， a s 汕p l e st ru ct 也 司比 目 甲 t o r con taj 垃ng i c t月 u o ro p h o resho w 曰 巨 咧y sel。 比 i ve比 杯 幻 口 沁to i c tfl uor o p hore sho w ed 乙 r + in 声8.ot d ， h c l b u 月 免 r so l u ti o n. the s pe c tr 侧 rn of 妇 禅 0 n uo比 忽 沈 泣 c e in 加 nsi tyr a li o coul d 别 沈 v e as 伴a k s m朋 石 协r in阮 衅sencaof助2+an d加 访 d exfor th e d et e 几 吐 山 正 onofznz 斗 con c e ” 。 ， 石 on. t b e l ong 叭 旧 lv c l engtbw a 韶 c n b edtoc h ar g 心 廿 阳s fer oflto m， masssi 祀 c 加 姐di r 伪几 队 币 帕.mo 代 幻 v er，u 五 5 e v i d 即cesfor l5 拼 犯 ila al so g ave ev m e 出 闻 s u c c e s s 细l y :lz in c ad com p 】 ex av。 记目 伪e n u 口 u ati o n in the 50切 限 eth ats u 月 免 r ed into tal in t e nsitys c 幻 国 山9 t 七 usit w a s g 仪 劝for 娜 甲 】 1 。 时 l onind e 奴ting m 司e 阴 d th e b ac k groudd 云 矛 十 inbi of o 91 司翔刀 p les. inc h a p ter s ， 曲即 山 助沈印 优 如5 即 p y an d n u o re scen ces pec tr o 以 泊 p y 明 le r e us ed toinve 抓g ate th ein te ra c t l on be tw“ 泊s e n 刀 刀al b ur 巨 山即 dzinc ( id compl ex. t b e 月 山r e ， 咒 泊 ceq u enc hing ofp 拍 te ins inthe p re s e n c e ofth e com p 1 e x w a s at tri b 助 ed协 th e ene r gy tr a l l fer w 垃 ch a 】印m ad e the fi uores咖 ceofcom p l exin crease. itw a s cl ear 山 a t the curv esb a dag 以 劝linear rel毗。 璐 场 p朗 c o rd in gto此 que n c 肠9 叫时1 0 氏bycalculateing th 。 吧15卜 刃 o b in d 访 gs ite b 滋 w ee n 阮 co m pound 即 dthe p r o te in m o 代 幻 v e r ，s y n c 址 o n o u 月 uore s c e n c es pe ctro 以 刀 p yr ev e a 】 ed th at the 别 沈 。 n d ary st ru c 枉 玫 e ofh s aorb s amol e c ul e s w a s ai soc b 坦 g edinth e p r e se n ceof 山e i c tfl u o resce n c e . k 即w o rds: m ol ee ul atre co 脚t i 叽thelc t fl uo r o p b o r e ， 琴 山 n 加 。 恻。 ) 峨as ， h 广， z n z 十 ， serumal b 山 五 in 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。 据我所知， 除了 文中特别加以标 注和致谢的 地方外， 论文中 不包含其 他 人已 经发 表 或 撰 写 过 的 研 究 成 果 ， 也 不 包 含 为 获 得 止业翅丛红或 其 他 教 育 机 构的学 位或证书而使 用过的 材料。 与我 一同 工作的同 志对本研究所做的 任何贡献 均已 在论文中 作了明 确的说明并表示 谢意。 学 位 论 文 作 者 签 名 (手 写 ): ;姗 界 签 字 日 期 : 如 07年 月如 学位论文版权使用授权书 本 学 位论 文 作 者 完 全了 解止 1 1组壑 有 关 保留 、 使 用学 位 论 文的 规定 ， 有权保留并向国家有关部门或 机构送交 论文的 复印 件和磁盘， 允许论文被查阅和 借 阅 。 本 人 授 权 鱼鱼主生可 以 将学 位 论 文 的 全 部 或 部 分内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行检索， 可以 采用影印、 缩印或 扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保 密的 学位论 文在解密后适用本授权书) 学 位 论 文 作 者 签 名 手 写 :机只 吞 签 字 日 期 : 问年 月名 日 导 师 签 “ 手 写 ，:装 德 茱 签 字 日 期 : ; ， 7 年石 月忿日 学位论文作者毕业后去向: 工作单位: 通讯地址: 电话: 邮编: 第一章 分子识别与 荧光 传感器研究进展 由于受到了国内外化学家的重视，取得了一定的成绩。 根据阴离子络合时的非共价作用类型的角度，可将阴离子受体分为以 氢键 或静电作用键合阴离子的受体、含金属和路易斯酸的受体和反应型荧光传感器 三种类型。 其中以 氢键、 静电 作用方式结合阴离子的受体是近年来阴离子识别 研究的主要方向，并取得了一定的成绩. 利用硫脉、 胺与酞胺等受体中的n易 与阴离 子发生 配位作用的 特点， 合成大 量的阴 离 子传感器。 许胜等 12 刀 详细 评 述 了 近两年来阴离子荧光传感器新进展。 1 .2. 2， 2 金属离子识别 阳离子识别研究至今己有半个世纪， 化学工作者已设计合成了许多金属阳 离子及氢离子传感器。 其中氢离子、 碱金属离子及碱土金属离子由于对有机荧 光基团没有碎灭作用， 这类受体的设计的可预见性强，目 前市场上已 有许多成 品供应。而过渡金属通常可通过自 旋 轨道祸合以及电 子或能量转移使荧光团的 荧 光 碎 灭 ， 其 识 别 受 体 的 发 展 较 为 缓 慢 . 本 文 主 要 将 近 几 年 报导 的h 广、 助2 十 的 识别受体进行了总结。 ( l) h 广荧 光 传 感 h g 单 质 及h 犷 于 在 排 入 环 境 后， 被 水 生 微 生 物 转 化 为甲 基 汞. 甲 基 汞 可以 通 过 食 物链 在 生 物体内 累 积 起 来 12 8 四1 ， 达到 人 体 后， 使 人 产 生 严 重的 恶 心、 呕 吐 、 腹 痛以 及 肾 功 能 损 伤， 危 害 极 大 . 因 此 ， h 广的 检 测 在 环 保 部 门 有 着重 要 的 意 义 . 最 近 的 几 年里， 有 关h 犷 十 化 学 传 感 器 的 研 究 有 了 一 些 报 道 。 冠醚类化合物因特殊的空间结构，经常被选作捆绑各种阳离子的基团，也 成 为 设 计h 广 化 学 传 感 器 的 首 选 。 肠 叮 朗 k 等 人 依 据h 广易 与5 原 子 形 成 稳 定 的 络 合 物 的 机 理， 以 硫原 子 代 替 冠 醚 中 的 氧 原 子 ， 使 其 对 亲 硫 性h 广有 较 好 的 选 择 性 . 基 于 此 他 们 设 计 合 成了 一 系 列h 广的 化 学 传 感 器 13 0-3 5 1 . 除 了 含 硫的 冠 醚 对h 广具 有 高 选 择识 别 作 用 外 ， 含n 的 冠 醚 亦 有 此 功 能 。 po rter 等 人 早 在19 95 年 就 设 计 合 成 了 对h 广选 择 识 别 的 含n 冠 醚 化 合 物 【36 。 最 近 ， 5 。 h ee 芍 m等 网 设 计 合 成了 冠 醚 花 衍生 物5 ， 并 研 究h 广对 其 荧 光 性 质 的 影 响 . 发 现 加 入h 广后 化合物的荧光被碎灭，而其金属离子的 加入却不会引起荧光碎灭，并在生理条 件 下 存 在 多 中 金 属 离 子 时 ， 仍 具 有 好 的 选 择 性 ， 其 检 测限 为1 ，6 1 0 坛ol l ， ， 表 明 此 化 合 物 对h 广有很 好的 选 择 性 识 别， 据 此可 检 测 被 污染的 水 资 源中 有 毒 第一章 分子识别与荧光传感器研究进展 在 识 别h 扩 + 的 过 程中 ， 除 了 上 述 含 杂 原 子 的 冠 醚 类 可 充 当 识 别 基 团 外 ， 一 些 含n 或5 的 化 合 物 如 胺、 啥 吮 、 。 卜 吩 及 硫 代 化 合 物等 也 可 作 为 合 成h 扩 资 化 学 传 感 器的 一 部分. 2 00 2 年， x 扭 0 一 b ingz 玩 坦 9 等 人报 道了 取 代叶 吩 化 合 物6 用 作 h 广的 荧 光 传 感 器 135 1 ， 使 用 含n的 外 吩 环 作 为 识 别 基 团 . 当 它 与h 广络 合 后 荧 光 碎 灭 ， 在5 2 、 10 .几 3 卜 10 闷 m of l-l范 围 内 ， 荧 光 强 度 与h 扩 十 的 浓 度 成良 好 的 线性关系。其它金属离子都不千扰识别过程，具有很高的选择性，可应用于水 中h 扩 + 的 测 定. 叫吼丫 2 五 uow an g 等 设 计合 成了 一 个h 了 十 的 高 灵 敏 度高 选 择 性的 荧 光 传 感 器( 化 合 物7)， 研究了 各种金属离 子在乙 精 一 水(l:20) 溶液中 对 其荧 光光 谱的 变化3 叹 由 于h 了能 通 过 啼 睫 与 两 个 化 合 物 分 子 形 成 稳 定 的 络 合 物 ， 因 此h 广存 在 时 ， 47 0 钊 叮 处 的 荧 光 强 度 显 著 增 强 ， 而劝 2 + 、 p bl+、 b al+、 m 广、 k+、 c 矛 今 、 n ln z 小 、 。2 令 、 n iz 去 及f e z 十 的 加 入 并 不 会 使 主 体 的 荧 光 发 生 变 化 ， 表 现 出 对h 扩 + 高 选 择 第一章 分子识别与荧 光传感器研究进展 性作用。 多胺配体对过渡金属和重金属有着很好的配位作用，因而在离子传感器的 设计中有着重要价值。然而，由于多胺配体有着较强的结合能力，其选择性往 往较低。因此如何提高多胺配体对离子的 选择性是此类化学传感器研究中一个 难点。 j i 以 )b in gw an g 等人以 豆香 素为荧光 基团、 四 氨基 为 识别基团 设 计合 成的 化 合 物8 ( r m s ) 依 据i cr机 理 可 实 现 对 水 溶 液 中 微 量h 扩 斗 的 识 别 四， 荧 光 峰 蓝移 1 00钊 m ，发射光由 黄色变为兰色。此识别过程具有很高的 选择性， 其它金 属 离 子 的 加 入 不 会 引 起rsm荧 光 颜 色 的 变 化 . r m s . h 扩 十 的 结 合 常 数 为1 护 ，r ， l ， 通 过调节反 应到 最 佳条 件， 最 低检 测限 达到5 “ m ， 可实 现“ 裸眼” 检测. 硫代化合物作为识别基团的分子传感器近来研究较多. y uny u 等合成了 卜 二甲 氨 基 苯甲 醛 缩 氨 基 硫 服( d m a b t s ) 141 ， 研究 表 明 化 合 物 9 可 作为 水 溶 液中 h 扩 十 的 荧 光 传 感 器 ， 其 在 水 溶 液中 荧 光 发 射 波 长 为 44 8 nm， 与 h 扩 斗 形 成 1 : 1 的 络 合 物 后 荧 光强 度降 低， 测 得 结 合 常 数 为 7. 4 8 x 1 0 m of 口。 在 压 5 7 7xl0 石 m oll-l 范 围 内 ， 荧 光 强 度 与 h g 2+浓 度 呈 现 线 性 关 系 ， 线 性 方 程为 f = 6. 2 3xl 护 一 1 .07xl 护 【 h g z 十 】 ， 线 性 相 关 系 数 为 0. 9 93 ， 检 测限 为 7. 7 、 1 0 7 m o l l ， . 高 浓 度的 过 渡 金 属离 子 与 阴 离 子 的 存 在 对 h 广检 测 的 造 成 的 干 扰 小 于 4 % . c h eo l s o n g 等 合 成了 轻 基 哇琳 苯并 唾 哇 的 硫 代 酞 胺 衍 生 物饭421 ， 并 报 道了 金属 离 子 对 其 荧 光 性 质 的 影 响 . 化 合 物10 在 3 0ok的 水 一 乙 腊 溶 液 中 对 h 广有响 应 ， 荧 光 强 度 随 着 h 扩 啼 的 加 入 明 显 增 强， 由 于 h g z 十 是 个 很 好 的 亲 硫 物 质， 将 化 合 物 中的 5 原 子脱下来， 转变成强荧光的酞胺化合物。 以 葱为荧光团、 二硫代氨基甲 酸盐( 或 醋) 为 识 别 基 团 143 1合 成 h 扩 十 荧 光 传 感 器 1 1 与12 。 在 水 溶 液中 ， 化 合 物 第一章 分子识别与荧光传感器研究进展 被激发后， 存在两个发射带， 一个为葱的局部激发发射 ( le)，另一 个为分子 内 电 荷 转 移 发 射 带( ic t) ， i cr发 射 峰 受 h g z 十 的 影 响 ， 随 着 h 广的 加 入 ， ic t 峰的 荧 光 强 度 逐 渐 减 弱 。 此 作 用 机 理 为 开 发 h g z + 荧 光 传 感 器 提 供了 一 种 新 思 路. 近 来， 报 道以 罗 丹 明 b 硫 代 酞 麟 作 为 h 扩 十 的 化 学 传 感 器 13 !44) ， 在 水 溶 液中 ， 化 合 物 对 h 广具 有 高 灵 敏 高 选 择 的 识 别 作 用， 同 时 可 通 过 颜 色与 荧 光 光 谱 的 变 化实 现 对 h g 2+ 的 传 感。 加 入 h 扩 十 后 ， 化 合 物由 无 色 变 为 红 色 ， 可 实 现“ 裸 眼” 识 别 . 整 个 识 别 过 程 基 于 h 广与 化 合 物 中 的 n 、 5 原 子 络 合 ， 破 坏了 原 有 的 环 状 结 构。 (2 ) 助卜荧 光 传 感 锌是 最 重 要 的 生 命 元 素 之 一 ， 在 机 体中 起 着 非 常 重 要 作 用 附 47】 . 它 是 组 成 三 百多种生物酶如 碳酸配酶、 狡肤酶、 碱性磷酸酶和胶原酶等活性催化中 心的重 要金属离 子 之一 哪 月 ， 1 ， 脱去 锌后会 使酶的 活性 丧失.同 时 锌离 子还直 接参与 d n a 、 r n a 、 蛋白 质的 合 成以 及 细 胞的 分 裂、 生 长 及再 生 15 0-5 21 ， 是 基因 表 达、 大脑新陈 代谢、 生 殖遗传、 免疫、 内 分 泌等重要 生理 过程中 必 不可少的 物质153 石 习 . 通过适当的 补锌可促进免疫细胞特别是t 细胞的生 长， 提高免疫力; 促进维生素 a 的吸收，帮助维生素a 从肝脏转移到血液中 并到 达所需的 器官，如眼睛等， 提 高视力有作用; 维持正常的 味觉和食欲; 促进青少 年身体的生长发育等. 随 着 人 们 对 锌 在生 命 活 动中 的 作 用的 认 识 越来 越 深， 面2 十 的 研究已 成为 化 第一章 分子识别与荧光传感器研究进展 学、生物学和临床医学等学科重要的前沿热点研究课题。近年来，已 先后建立 和 发展 了 多 种 测定 助2 + 方 法， 其 中 劝2 冷 荧 光 传 感 法因 选择 性好、 灵 敏 度高 、 简便 快 捷 而 得到了 重视. 下 面 主 要 就 近 年 来 助2 十 荧 光 传 感 法的 研究 进展 作 一 概 述. 以 带毗咤 基团 的 化合物作为助2 斗 识 别基团的 荧光传感器近 年来得到了 很大 的发展， 成 为一类 主要的2 犷 斗 荧光 传 感 器， 在识别锌 离子方面 发挥 着重 要的 作 用. 加 02年s at o k o m aruy ama 等 人 阴用 香 豆 酮 衍 生 物 为 荧 光 团 、 毗 健 衍 生 物为 助1 + 的 识别 基团 合 成化 合 物14和 化合 物巧 ， 当 金 属离 子与 化 合 物14或15中 的 双(2 一 毗睫甲 基) 的氮原子后， 减弱受体的 给电 子效应，导致电 荷转移能力降 低， 荧光峰向短波处移动且强度下降。其中 化合物 巧相对于化合物 14来说，在水 中的 溶 解性更好， 荧光 产率更 高， 实 用价 值 更高， 其随 着劫平 + 的 加 入， 荧光峰 从3 65inn 转移到3 35nln， 通过前后荧光峰强度的比 值可以 计算出 金属离子的浓 度， 检测限 达到1 尹m 0 1 l-l.由 于化合 物15对在生 物体中 含量 较高 的 其它金属 离 子 ， 如c az+. m 了 十 。 n 犷和k+没 有 响 应， 因 此 可 用 于 生 理 条 件 下z n z 十 的 测 定 . 以二 h ， 二 1， 歇 m 助 a y asu 毛 水 1 等 ， 刀 同 样 采 用 毗 健 甲 基 胺 作 为 识 别 基 团 设 计 合 成 可 应 用 于 生 物 细 胞 中 显 微荧 光 成 像 研 究的 荧 光 传 感 器16 . 在水 一 二甲 亚 碘中 ， 面2 干 、 c d2+ 都 会使荧光峰红移， 其它金属的加入却使 化合物荧光碎灭或荧光光谱不变。该化 合 物 虽 能 通 过荧 光比 值 测 量 法 测 定留十 的 含 t， 但 不能 排除c dl+ 的 影 响。 化合 物17由 人 口 a pp anpil 过aj a y 舰 少 o sh等 15b i根 据助2 干 改 变 两 个 毗 睫 基 团 的 扭 转 程 度 而形 成 一 个 接近平面 构 像的 金 属络合 物的 机 理设计 合成， 它对助补具 有 独特的 响 应， 随 着助2 + 的 加 入 在 长 波 处 产 生 一 新 荧 光 峰， 原 来 位于40 7 . m 处 的 荧光 峰 减 弱 ， 而c 矛 十 、 n iz+ 、 h 广、 co2+ 、 m 矛 十 等 金 属 离 子 使 其 荧 光 碎 灭 。 化 合 物18 在乙 睛中， 显示出 对 助补 识别 作用， 与 金 属离 子的 络合 致使长 波处的 荧光峰 强 度明 显 减 弱， 而 短 波 处的 荧 光 峰 稍 微 增 强 15 ，j. 第一章 分子识别与荧光传感器研究进展 h a c q.0 心 h 3 夕 决 垦 n 丫h 洲尸 、 ， n r=/ 八 、 / 。 、 / 、 汀 产 、 2 咖 对 十 易 与n原 子络 合形 成 稳 定 的 化 合 物， 除了 上 面 列 举毗 睫 胺 外、 胺 和 有 机 酸 等 化 合 物 亦 可 作为 识别 基 团 。 g u o 一 qizhang 等 人 160就 曾 报 道了 两 个 结 构 相 似的二一 9- 葱甲 基化合物n ，n一 二( 葱甲 基 一 乙 烯二胺(b a e d a-化合物1 9)和 n ，n 二 ( 慈甲 基) 丙二胺 ( b a p d a-化合物2 0) 的合成方法及光学特性。 在纯有机 溶 剂中 ， b apd a随 着2 护 + 的 加 入 荧 光 显 著 增 强， 微量 水的 存 在会 导 致 荧光 碎 灭， 不 利 于 水 溶 液中z n z 斗 的 检 测。 相对 来 说， b aed a是 一 种 更 优良 的z n z 于 荧 光 探 针， 在p h7. s hep e s 缓 冲 溶 液 条 件 下 仍 可 实 现 对乙 矛 十 的 识 别， 加 入10倍 对呼 后， 荧 光强度增强6. 5 倍. 选择 性实 验表明b a e d a是一种很有潜 质的z n z 币 荧光传感器。 接 下 来 介 绍 两 种同 时 能 识 别趾 2 + 、 h 广的 荧 光 传 感 器 ， 化 合 物自 身 能 识 别 留斗 ， 在 结 合z n2+后 形 成 的 络 合 物 又 可 作 为h 广荧 光 传 感 器， 称为 双 功 能 荧 光 传 感 器. 兀姐 9 . m 如 g m 即 9 等 合 成 化 合 物21和22就具 备 这 样的 功 能 同 ， ， 它们的 吸收波长分别为4 95画 和5 04nm，对应的最大激发波长为520 口 口 、 5 34nln 。在 娜朴bapd。 川八 、沪猛 第一幸 分子识别与荧光传感器研究进展 子 n 生理条件下， 化合物21和22的荧光产率分别为0. 0 12 与 0. 0 11， 滴加 2 矛 + 后化合物 21与2 2 的荧光增强了3 0 倍， 荧光产率相应变成0. 3 42与 0. 2 79。在选择性实验中， m 扩 奋 、 c a2+、 b az+和 m 矛 + 的 加 入 ， 不 会 使 主 椒1 与 22 的 荧 光 增 强 ， 表 明 这 两 个 化合物具有很高的 选择 性. 同时 期， 2 上 1上 助w u 等 162 根 据超分 子组装 和 金属 离 子 的 取 代 设 计 合 成 一 个 新 的 乙 尹 + 、 h 广荧 光 传 感 器 2 3 一 b p b a ， 它 在 z n2+存 在 下 进 行分子 组装， 形成发 强荧 光的 稳定的 b pb-劝卜配合 物， 此 化合物的 荧 光又随 着 h 广 的 加 入而 逐 渐 减 弱 . 由 此 可 见 ， b p b a 是 一 个良 好的 znz+ 传 感 器 ， 与 肋 2 十 结 合 形 成的 配 合 物 对 h g 平 + 有 选 择 识别 作 用. 叮1 具 有 独 特 空 间 结 构 的 杯 科 芳 烃 也 被 用 于 充 当留十 的 识 别 基 团 。 a y ar 胡ad dess in g o u 等 人 163 合 成 对助 补具 有 识 别 作 用 了 杯 1芳 烃 衍 生 物 ， 面2 + 的 加 入 会 使化合物24、25的荧光增强。化合物对十多种常见金属离子没有响应，这些金 属离子的引 入后荧光光谱保持不变。因化合物24、 25与乙 r + 形成了稳定的1: 1 第一章 分子识别与荧光传感器研究进展 的络合物，其荧光强度受酸度的影响很大， 在酸性条件下，荧光碎灭; 在碱性 条件下， 荧光强度恢复原 值。 上面介绍了 近年来人们在锌离子识别方面所取得的一些进展，发现仍存在 选择性不好或灵 敏度不高 等问 题。 这就需要 继续寻找新的助2 十 传感器，以 便更 适合研究生物体细胞内锌离子分析检侧。 1 .2 2 3 生物大分子 与阴阳离子相比，中性分子不带电 荷，其识别作用只能依靠一些弱的分子 间作用力，如氢键、疏水相互作用力和范 得华力等。但是中性分子却是生 物体 中代谢作用的重要参与物质，生物过程中 存在的许多中性物质往往通过多 种这 些弱 作用力的 适当 运用而参与代谢过程， 对生物大分子结构的研究在生命科学 领域具有深远意义。荧光p et 体系作为d n a和r n a结构的探针的 研究一直 是热门 课题， 其中 花单体的荧光己 经被广泛地研究，可 在大多数情况下，它的 荧光易于被邻近的核酸碱基对碎灭而失去指示功能。 但双花基激态复合物的荧 光很 少被碎灭， 则 可以 做为dn人和r n a结构的 探 针， 吴 世康等1641 人 研究了 含 花荧光传感器分子2 6- 29对小牛胸腺d n a分子的 光谱影响， 在水溶液中 花单元 插入c t . d n a碱基 对的二 一 ， 5 址拓 叩 作 用， 低浓度的 之 决护27 护 26 二 二 广产 认 产|飞 、子 丫 丁 ct-d n a就可以使化合物的荧光完全碎灭。 在相同口 ， d n a的浓度下， 这四个化 合物荧光碎灭程度的顺序为2 827 2 6 2 9 。 综上所述， 作为 超分子化学中一个重要分支的 分子识别研究进展极其快速。 近年来光学传感器研究更是倍受关注，除了设计合成许多荧光传感器外，还研 第一章 分子识别与荧光传感器研究进展 究了荧光分子识别的各种机理。同时，阴离子配位化学、超分子化学、分析化 学、生物过程和机理等方面的研究为分子识别领域的发展奠定了坚实的基础， 有利于发展高灵敏度高选择性新型化学传感器。 1 .3 展望 根据ict荧光分子传感器对介质环境极为敏感的原理及本组相关研究积累 的经验，将具有 i c t双重荧光的“ 对二甲 氨基苯甲酸” 作为荧光识别与传感体 系的信号报告基团，与识别基团 一硫脉一偶合，合成 ict硫脉类受体，通过取 代基改 变电 子给体和受体的电 子得失能力以调节对离子及生物大分子识别作用 的选择性和灵敏度。 因 过渡金属离子常常可通过自 旋泊旋轨道偶合以及电 子 ( 或能量)转移使 荧光团 碎灭，导致检测灵敏度低。同时，由于水对金属离子具有很强的溶剂化 作用， 使得对水溶液中过渡金属离子的识别极富挑战性。本论文工作期以实现 对水溶液中过渡金属离子的识别与传感。 并 拟通过生物大分子来改变ict荧光受体的微环境， 从而实现对生物大分 子的识别。具有基态分子内电 荷转移光谱特征的生色团是一类重要的生色离子 载体，由 于分子内电荷转移所需能量较低，其吸收带出现在长波长光区，对分 子结构 和环境的变化极为敏感。 若离子结合至受体分子中的电 子供体部分， 将 增强电 子供体的给电 子能力，降 低电 荷转移所需能量，吸收光谱将进一步红移， 可望实 现“ 裸眼” 检测离子。 第一章 分子识别与荧光传感器研究进展 参考文献 【 lp ed 亡 rse爪cj . the d i 鱿 泊 v e ryofc ro 叭 ，e 山 二 a ng亡 喊已 触 爪 . 力 跳及 之 肠回;， 1 9bs ， 27( 5)， 1 02 卜1 胶7 2 】 c ram o了 . 丁 h . d e s i gnofm 0 l ecul arh o ， 比 ， g 此地， 幼d 伪曲伪m p l exes. 月 刊 脾 喊( 汤 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