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基本信息
- 項目名稱：
- 二鹵代熒光素及萘并熒光素吸收和熒光光譜性質(zhì)研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 通過紫外可見光譜和熒光光譜表征了水性溶液中二鹵代熒光素的質(zhì)子易變平衡，它具有二價陰離子、陰離子、中性形式和陽離子四種結(jié)構(gòu)，其中中性形式包括醌型和內(nèi)酯兩種形式。并且各種形式的紫外吸收峰都可以確定。另外還研究了取代萘并熒光素?zé)晒夤庾V和紫外可見吸收光譜的性質(zhì)，這些都為以后更好地利用、合成各種熒光素做了有利鋪墊。
- 詳細介紹：
- 熒光素(FL)又稱熒光黃，化學(xué)名稱為3,6-二羥基螺或9-鄰羧苯基-6-羥基占噸-3-酮，存在互變異構(gòu)體,包括醌和內(nèi)酯兩種結(jié)構(gòu)：由于氧橋鍵把兩個苯環(huán)固定在一個平面上，使分子具有剛性共平面結(jié)構(gòu)，在激發(fā)光的作用下能產(chǎn)生強烈的熒光。熒光素被用于研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性，標(biāo)記抗體，在醫(yī)學(xué)上用于熒光成像，基因序列排列規(guī)則的測定，細胞內(nèi)pH值的測定，生物體內(nèi)Ca2+、Mg2+等離子濃度的測定等。但是熒光素的結(jié)構(gòu)特點使其所具有的特殊屬性也限制了它在許多研究領(lǐng)域中的進一步應(yīng)用，而引入取代基如鹵素則可以改變熒光素的結(jié)構(gòu)特點。鹵素原子具有強電負性當(dāng)其引入π共軛體系時，由于拉電子效應(yīng)而使酚羥基和羧基易解離從而改變pKa以及其存在形式。另外鹵素原子的給電子能力，極化作用也會對熒光素的熒光光譜性質(zhì)和紫外可見吸收光譜產(chǎn)生影響。二鹵代熒光素除具有熒光素的特點外還擁有新的優(yōu)點，如可以減少生物材料的背景熒光。另外重原子可通過磷光促進衰減，而這些都可擴大其應(yīng)用。這就要求我們對二鹵代熒光素的性質(zhì)進行研究。 萘并熒光素是熒光素的衍生物，也屬于占噸類化合物。它是一種有機二元酸，有多種應(yīng)用，例如可用作熒光探針，靈敏地檢測堿性條件下的金屬離子，用于DNA測序、細胞記數(shù)、標(biāo)記核苷酸等。它和目前普遍使用的熒光探針相比在最大發(fā)射和吸收波長處具有明顯的紅移。萘并熒光素的優(yōu)點包括：可以很大程度地減少生物材料（例如DNA）的背景熒光，通過與其最大吸收匹配的激光發(fā)射二極管容易激發(fā)等。 萘并熒光素仍然具有熒光素的特點，例如易制備，Pka值接近于生理pH值等。迄今為止，只報道了萘并熒光素二價陰離子的光譜性質(zhì)[14]，而對于其物理性質(zhì)特別是含取代基的萘并熒光素的光譜性質(zhì)則鮮有報道。本文研究了含-OCH3、-O(CH2)3CH3、-Cl、-NH2、-COOH取代基的萘并熒光素的熒光特性，發(fā)現(xiàn)其熒光量子產(chǎn)率依次降低，這與此幾種取代基電負性對熒光性質(zhì)的影響相符。 本文主要通過二鹵代熒光素的熒光發(fā)射和激發(fā)光譜以及其在不同pH值下的紫外可見吸收光譜研究了其熒光量子產(chǎn)率、熒光壽命和單線態(tài)氧量子產(chǎn)率，酸堿性對其存在形式的影響及重原子效應(yīng)對熒光素性質(zhì)的影響。我們知道固態(tài)熒光素有醌和內(nèi)酯兩種結(jié)構(gòu)，而在不同pH的水性溶劑中它們都可以陰離子、二價陰離子、中性形式及陽離子存在，如圖3所示。在此我們希望能測定熒光素及含Cl、Br、I的熒光素的pKas，確定pH值與各種形式的關(guān)系。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文主要通過二鹵代熒光素的熒光發(fā)射和激發(fā)光譜以及其在不同pH值下的紫外可見吸收光譜研究了其熒光量子產(chǎn)率，酸堿性對其存在形式的影響及重原子效應(yīng)對熒光素性質(zhì)的影響。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 二鹵代熒光素除具有熒光素的特點外還擁有新的優(yōu)點，如可以減少生物材料的背景熒光。另外重原子可通過磷光促進衰減，而這些都可擴大熒光素在化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 確定二鹵代熒光素的pKas可以根據(jù)需要控制其熒光特性以實現(xiàn)更好的應(yīng)用，另外熒光素性質(zhì)的研究可以指導(dǎo)合成新的占噸類染料。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 摘要：通過紫外可見光譜和熒光光譜表征了水性溶液中二鹵代熒光素的質(zhì)子易變平衡，它具有二價陰離子、陰離子、中性形式和陽離子四種結(jié)構(gòu)，其中中性形式包括醌型和內(nèi)酯兩種形式。并且各種形式的紫外吸收峰都可以確定。另外還研究了取代萘并熒光素?zé)晒夤庾V和紫外可見吸收光譜的性質(zhì)，這些都為以后更好地利用、合成各種熒光素做了有利鋪墊。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] G.S.Jiao,L.H.Thoresen,T.G.Kim,et al.CHEMISTRY EUROPEAN JOURNAL, 2006,12:7816-7826. [2] 侯凌燕,章竹君,周福林.分析化學(xué).2007,35(2):285-288. [3] S.Kenmoku,Y.Urano,K.Kanda,et al.Tetrahedron .2004,60:11067-11073. [4] Xianfu Zhang,Qiang Liu,Huanbing Wang.etc.Chemistry.2008,200:307-313. [5] L.G.Lee, C.R.Connell, S.L.Woo, R.D.Cheng, B.F.McArdle,C.W.Fuller, N.D.Halloran and R.K.Wilson.Nucleic Acids Res.,1992,20,2471-2483. [6] A.Gomez-Hens and M.P.Trends Anal.Chem.2006,23,127-136. [7] K.J.Thomes,D.B.Sherman,T.J.Amiss,S.A.Andaluz and J.B.Pitner,Diabetes Tech.Therap.2006,8,261-268. [8] Xianfu Zhang, Qiang Liu, Huanbing Wang.etc.Photochemical & Photobiological Sciences.2008,7,1079-1084. [9] Xianfu Zhang, Qiang Liu , Aiijun Son.etc.Photochemical & Photobiological Sciences.2008,7,299-302 [10] Xianfu Zhang, Qiang Liu, Huanbing Wang.etc.Journal of Photochemistry and PhotobiologyA:Chemistry.2008,307-313.
同類課題研究水平概述
- 目前對于二鹵代熒光素一直缺乏系統(tǒng)的研究，同時之前的研究緊停留在重原子效應(yīng)對光譜性質(zhì)的影響。而對于萘并熒光素迄今為止，只報道了其二價陰離子的光譜性質(zhì)，而對于其物理性質(zhì)特別是含取代基的萘并熒光素的光譜性質(zhì)則鮮有報道。
