一种pH响应的荧光探针的合成与表征要点
荧光探针的合成及自由基检测研究要点
荧光探针的合成及自由基检测研究摘要荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增，其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点，且荧光现象具有有利的时间表度。
由于物质分子结构不同，其所吸收光的波长和发射的荧光波长也不同，利用这一特性可以定性鉴别物质。
荧光探针技术是一种利用探针化合物的光物理和光化学特性，在分子水平上研究某些体系的物理、化学过程和检测某种特殊环境材料的结构及物理性质的方法。
该技术不仅可用于对某些体系的稳态性质进行研究，而且还可对某些体系的快速动态过程如对某种新物种的产生和衰变等进行监测。
这种技术具备极高的灵敏性和极宽的动态时间响应范围的基本特点。
羟基自由基(HO·)和超氧阴离子自由基(O2-·)是生物体内活性氧代谢产生的物质，当体内蓄积过量自由基时，它能损伤细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。
因此，近些年来人们为了预防这类疾病的发生，自由基的研究已逐渐成为热点。
而快速、灵敏和实用的自由基检测方法就显得十分重要。
荧光探针检测自由基具有操作简便、响应迅速、选择性高等多种优点，我们将着重研究一类苯并噻唑结构荧光探针的合成及其对超氧阴离子自由基(O2-·)的检测。
关键词：荧光探针，苯并噻唑，超氧阴离子自由基，自由基检测SYNTHESIS OF FLUORESCENT PROBES AND DETECTION OF FREE RADICALSABSTRACTApplications of fluorescence analysis method in biochemistry, medicine, industry and chemical research grow with each passing day, the reason is that fluorescence analysis method has the advantages of high sensitivity, and the flurescence phenomenon has a favorable time characterization. Since the molecular structure of different materials, the absorption wavelength and fluorescence wavelength of the emitted light is different, this feature can be characterized using differential substances. Fluorescent probe technology is a method using photophysical and photochemical properties for researching some systems’physical and chemical process at the molecular level and detecting a particular structure and physical property of the special environment material. This technology not only can be used for steady-state nature of certain system, but also can monitore fast dynamic processes of a certain system such as the production and decay of a new species. This technology has the basic characteristics of a high degree of sensitivity and very wide dynamic range response time. Hydroxyl radical(HO-·)and superoxide anion radical(O2-·) is a substance produced in vivo metabolism of reactive oxygen species. When the body accumulates excess free radicals that will damage cells thereby causing chronic diseases and aging effects. Thus, in recent years people in order to prevent the occurrence of such diseases, the study of free radicals has become a hot spot. And fast, sensitive and practical method for the detection is very important. Using the fluorescent probes for the detection of free radicals is a simple, quick response, high selectivity variety of advantages. We will focus on the study of a classof synthetic fluorescent probes of benzothiazole structure and detection of superoxide anion radical.Key words：Fluorescent probes, Benzothiazole, Superoxide anion radical, Detection of free radicals目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 荧光 (1)1.2.1 荧光的产生 (1)1.2.2 荧光探针结构特点 (2)1.2.3 荧光探针传感机理 (3)1.2.4 常见荧光团 (3)1.2.5 荧光探针的性能 (5)1.2.6 影响荧光探针性能的因素 (5)1.2.7 荧光淬灭 (5)1.3 自由基 (6)1.3.1 自由基的间接检测技术 (6)1.3.2 自由基的直接检测技术 (7)1.4 研究现状 (8)1.4.1 超氧化物歧化酶(SOD)的检测 (8)1.4.2 2-(2-吡啶)-苯并噻唑啉荧光探针 (8)1.4.3 PF-1和PNF-1 (8)1.4.4 香草醛缩苯胺 (8)1.4.5 Hydroethidine类荧光探针 (9)1.4.6 二(2,4-二硝基苯磺酰基)二氟荧光素 (9)1.5 选题背景和意义 (10)1.6 课题研究内容 (10)2 荧光探针的合成 (11)2.1 引言 (11)2.2 还原文献 (11)2.3 新探针合成 (11)2.3.1 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (11)2.3.2 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.3 2-(苯)-苯并噻唑 (12)2.3.4 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.5 2-(4-硝基苯)-苯并噻唑 (13)2.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (13)2.4 合成小结 (14)2.5 实验药品及规格 (14)2.6 实验仪器及型号 (15)3 实验结果与讨论 (16)3.1 引言 (16)3.2 荧光性能测试 (16)3.2.1 荧光性能待测溶液配制 (16)3.2.2 荧光性能测试结果 (16)3.2.3 测试谱图 (17)3.3 1H NMR数据 (21)3.3.1 2-(2-吡啶)-苯并噻唑 (21)3.3.2 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (22)3.3.3 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (23)3.3.4 2-(苯)-苯并噻唑 (24)3.3.5 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (25)3.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (25)3.3.7 2-(2-噻吩)-苯并噻唑 (26)3.4 反应条件控制及处理 (27)3.5 结论与展望 (27)参考文献 (28)致谢 (30)译文及原文 (31)1 绪论1.1 引言荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增, 其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点, 且荧光现象具有有利的时间表度。
荧光探针合成与检测技术
荧光探针合成与检测技术荧光探针是指一种具有荧光性质的化合物，它能够在特定的条件下发生荧光，从而被用来检测生物分子或细胞内的化学过程。
荧光探针的合成和检测技术在生物医学研究和临床诊断中发挥着重要的作用。
本文将介绍荧光探针的基本原理、合成方法和检测技术。
一、荧光探针的基本原理荧光探针的荧光性质是由其分子结构所决定的。
通常情况下，荧光探针分子由两个部分组成：荧光基团和靶分子识别部分。
荧光基团是一种能够吸收光能并发生荧光的化合物，常见的荧光基团包括芳香族化合物、螺环化合物和有机金属配合物等。
靶分子识别部分是指荧光探针分子与靶分子相互作用的部分，它可以是一种化学官能团或一段特定的序列。
当荧光探针与靶分子相互作用时，荧光基团的荧光性质会发生变化，从而可以用来检测靶分子的存在和活性。
二、荧光探针的合成方法荧光探针的合成方法多种多样，常用的方法包括有机合成、生物合成和化学修饰等。
有机合成是指通过化学反应合成荧光探针分子的方法，这种方法可以制备各种不同结构和性质的荧光探针。
生物合成是指利用生物合成途径合成荧光探针分子的方法，例如利用酵母菌或细菌合成荧光蛋白。
化学修饰是指在已有的分子上引入荧光基团或靶分子识别部分的方法，这种方法可以将已有的分子改造成荧光探针。
三、荧光探针的检测技术荧光探针的检测技术包括荧光光谱法、荧光显微镜法、荧光定量PCR等。
荧光光谱法是指利用荧光光谱仪测量荧光探针的荧光强度和发射波长的方法，这种方法可以用来检测荧光探针的荧光性质和浓度。
荧光显微镜法是指利用荧光显微镜观察荧光探针在细胞或组织中的分布和变化的方法，这种方法可以用来研究细胞内的化学过程和分子交互作用。
荧光定量PCR是指利用荧光标记的引物和探针检测PCR反应产物的方法，这种方法可以用来定量检测DNA或RNA的浓度和序列。
四、荧光探针在生物医学研究中的应用荧光探针在生物医学研究中有着广泛的应用，例如用来研究蛋白质的结构和功能、细胞内的信号转导、分子诊断和治疗等。
新型荧光探针的设计与合成
新型荧光探针的设计与合成随着现代科学技术的不断发展，荧光探针在生物医学、环境监测、材料科学等领域中发挥着重要作用。
本文将探讨新型荧光探针的设计与合成方法，以期提供一种全新的、更优质的荧光探针。
首先，我们需要明确新型荧光探针的设计目标。
荧光探针具有较高的荧光强度、较长的激发光波长、较高的稳定性和选择性，能够精准地检测目标物质。
因此，在设计新型荧光探针时，我们需要考虑以下几个方面。
第一，选择合适的荧光染料。
荧光染料是荧光探针中的关键组成部分，直接影响探针的荧光性能。
我们可以选择已有的荧光染料，并通过合适的修饰方法，调整其激发光波长、荧光强度和稳定性。
此外，我们还可以设计新型的荧光染料，通过合成有机分子、量子点等方式，实现更高的荧光性能。
第二，优化荧光探针的结构。
荧光探针的结构对其荧光性能起着至关重要的作用。
我们可以通过合理设计探针的结构，调控染料与靶物质之间的相互作用，实现对靶物质的高选择性检测。
例如，我们可以引入特定的官能团，使探针与靶物质发生化学反应，从而引发荧光信号。
接下来，我们将详细阐述如何合成新型荧光探针。
荧光探针的合成通常包括以下几个步骤。
首先，选择合适的合成路线。
根据探针的结构和合成难度，我们可以选择不同的合成路线。
一般来说，选择简洁高效的合成路线是非常重要的。
第二，合成荧光染料。
根据设计的目标，我们可以选择已有的荧光染料合成方法，或者设计新的合成方法。
在合成过程中，我们需要注意选择合适的溶剂、催化剂和反应条件，以提高合成的产率和纯度。
第三，修饰荧光染料。
在合成荧光探针的过程中，我们可能需要对荧光染料进行修饰。
修饰可以通过引入不同的官能团实现。
这些官能团可以改变荧光染料与靶物质的相互作用，从而提高荧光探针的选择性和灵敏性。
最后，我们可以对新型荧光探针进行表征和应用研究。
通过荧光光谱分析、稳定性测试、选择性检测等实验手段，对荧光探针的性能进行评价。
同时，我们可以将新型荧光探针应用于生物标记、环境污染检测、药物输送等领域，验证其在实际应用中的效果。
【CN109970751A】一种双位点、高灵敏pH荧光探针及其合成与应用【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910268548.7(22)申请日 2019.04.04(71)申请人 济南大学地址 250022 山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人 林伟英 刘闯 田明刚 (74)专利代理机构 济南泉城专利商标事务所37218代理人 李桂存(51)Int.Cl.C07D 491/107(2006.01)C09K 11/06(2006.01)G01N 21/64(2006.01)(54)发明名称一种双位点、高灵敏pH荧光探针及其合成与应用(57)摘要本发明提供了一种双位点、比率型pH值探针，用于高灵敏检测细胞内pH值的变化。
本发明设计该探针的合成步骤。
本发明还提供了一种该荧光探针区分死活细胞中的应用。
本发明的探针合成方法简单，高灵敏、比率型检测细胞内pH，具有很大的应用前景。
权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 109970751 A 2019.07.05C N 109970751A1.一种双位点、比率型pH值荧光探针，其化学结构式为：。
2.一种如权利要求1所述的荧光探针的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）以乙醇作溶剂，加入2,4-二羟基苯甲醛和的米氏酸，加入催化剂量的吡咯烷，加热回流24小时；冷却至室温后倒入水中，用二氯甲烷萃取后干燥、蒸馏得粗产物，分离提纯可得7-羟基-2羧基香豆素；（2）以乙醇作溶剂，将罗丹明b和的乙二胺加入烧瓶中，加热回流反应24小时；冷却至室温后倒入水中，用二氯甲烷甲烷萃取后干燥、蒸馏得粗产物，分离提纯可得2-氨乙基氨基罗丹明；（3）以N ,N -二甲基甲酰胺为溶剂，加入7-羟基-2羧基香豆素和的2-氨乙基氨基罗丹明，加入碳化二亚胺、4-二甲氨基吡啶和1-羟基苯并三唑，室温搅拌至反应完成，冷却至室温后倒入水中，用二氯甲烷取后干燥、蒸馏得粗产物，分离提纯可得荧光探针。
荧光探针的合成与应用研究
荧光探针的合成与应用研究荧光探针是一种能够将外界信息转化为荧光信号的化合物，具有高灵敏度、快速反应、无损检测等特点，被广泛应用于生物医学、环境监测、材料分析等领域。
本文将介绍荧光探针的合成方法、特点及其在生物和环境领域的应用研究。
一、荧光探针的合成方法目前，荧光探针的合成方法主要分为两类：基于物理效应的合成方法和基于化学效应的合成方法。
前者是通过改变某些化合物的吸收光谱和荧光发射光谱来构建荧光探针，如螔蟖、荧光素、偶氮染料等。
后者是通过引入特定的官能团与靶分子结合，并产生化学反应来实现荧光信号的转换，如酰胺、硫代酰胺、亚胺、醛等反应原理。
二、荧光探针的特点1. 高选择性：荧光探针可以检测到特定化学物质或生物分子，并在它们存在的情况下发出特定的荧光信号。
2. 高灵敏度：荧光分子能够发出非常微弱的荧光信号，即使在低浓度下也可以进行检测。
3. 反应迅速：大部分荧光分子都具有快速的反应速率和响应速度，且可以几乎实时监测反应过程。
4. 无损检测：荧光分子的检测不需要破坏样品，不会对样品质量产生影响，可重复使用。
三、荧光探针在生物领域的应用1. 分子诊断：荧光探针可以用于检测肿瘤标志物、DNA、RNA等特定分子，对肿瘤、病毒等疾病的早期诊断具有重要意义。
2. 细胞成像：荧光探针能够可视化细胞内分子或亚细胞结构，为细胞和组织的生物学机理研究提供了有效工具。
3. 药物发现：荧光探针可以用于筛选新药物和观察新药物的分布、代谢和毒理学特性，为药物开发提供了新思路。
四、荧光探针在环境领域的应用1. 污染监测：荧光探针可以用于检测环境中的污染物，如重金属、污染水体中的有机物和无机物等，为环境监测和管理提供了有效手段。
2. 生态监测：荧光探针可以用于监测环境中的生物多样性和生态系统功能，为生态保护和恢复提供了新思路。
3. 食品安全：荧光探针可以用于检测食品中的有害物质，如农药残留等，有效保障食品安全。
总之，荧光探针具有很强的探针特性，能够广泛应用于生物医学、环境监测和材料分析等领域。
一种荧光探针及其制备方法和应用
一种荧光探针及其制备方法和应用本发明涉及一种荧光探针及其制备方法和应用，其特征是荧光探针为由苄基芳香胺、苄基芳香基硫酮、苄基芳香基硫磺酸酯或其衍生物等合成的化合物，其具有较强的荧光效应和良好的稳定性，可以用于生物医学、环境监测、食品安全等领域。
具体地说，本发明中的荧光探针为以下结构的化合物之一：其中，Ar1和Ar2都是含有苄基的芳香基团，且可以为同种或不同种的芳香基团；X为O、S或NR，其中R为烷基或芳香基；R1和R2为烷基、芳香基或其它官能团。
这些化合物均可以通过常规化学合成的方法制备得到，具体的反应路线不在本发明的保护范围之内。
1. 荧光效应较强：这些化合物在激发波长下可以发出较强的荧光信号，适合用于荧光显微镜等技术进行探测。
2. 稳定性良好：这些化合物具有较好的稳定性，可以在不同的溶液中长时间稳定存在，适合于生物样品的探测。
3. 结构多样性：这些化合物的结构可以通过调整上述化合物中的基团来控制，可以获得多种不同荧光性能的化合物，可以满足不同领域的要求。
本发明中的荧光探针可以用于以下领域：1. 生物医学：生物样品中的生物大分子、细胞器、细胞等可以通过荧光探针定位和检测，用于生物医学的诊断和治疗。
2. 环境监测：荧光探针可以用于污染物的检测和跟踪，如水体中的重金属离子、环境空气中的VOCs等。
3. 食品安全：荧光探针可以用于检测食品中的添加物、污染物、危害物等。
本发明的制备方法简单易行，不需要复杂的技术和仪器，可以通过常规的化学合成方法得到。
通过本发明制备得到的荧光探针具有灵敏、快速、准确的探测能力，可以为生物医学、环境监测、食品安全等领域提供有力的支持。
再加上绿色环保和低成本的特点，可以有望得到广泛的应用前景。
吡唑衍生物合成、生物活性及罗丹明B类pH荧光探针
吡唑衍生物合成、生物活性及罗丹明B类pH荧光探针一、本文概述本文旨在全面探讨吡唑衍生物的合成方法、生物活性及其在化学和生物领域的应用。
本文还将深入研究罗丹明B类pH荧光探针的性质和应用，以期在分子探针设计和生物检测方面提供新的思路和方法。
我们将详细介绍吡唑衍生物的合成策略，包括原料选择、反应条件优化以及产物分离和纯化等步骤。
通过对合成路线的系统研究，我们期望发现更加高效、环保的合成方法，为吡唑衍生物的大规模生产和应用奠定基础。
我们将对吡唑衍生物的生物活性进行深入研究。
通过体外和体内实验，评估吡唑衍生物在抗菌、抗病毒、抗肿瘤等方面的生物活性，揭示其作用机制和潜在的药用价值。
这些研究不仅有助于拓宽吡唑衍生物的应用领域，还为药物研发和生物治疗提供新的候选分子。
本文还将对罗丹明B类pH荧光探针进行详细阐述。
我们将从探针的设计原理、合成方法、光谱性质、pH响应特性等方面展开研究，以期发现具有高灵敏度、高选择性和快速响应的pH荧光探针。
这些探针在生物检测、环境监测和药物研发等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面研究吡唑衍生物的合成、生物活性及其在化学和生物领域的应用，同时深入探讨罗丹明B类pH荧光探针的性质和应用。
我们期望通过本文的研究，为相关领域的发展提供新的思路和方法，推动化学和生物科学的进步。
二、吡唑衍生物的合成吡唑衍生物是一类具有广泛生物活性的化合物，其合成方法多种多样，主要包括直接合成法、重排反应法以及多组分反应法等。
直接合成法通常是通过羧酸与肼或酰肼在加热条件下发生缩合反应来制备吡唑衍生物。
这种方法简单易行，是实验室中最常用的合成方法之一。
在反应过程中，需要选择合适的溶剂和温度，以确保反应的顺利进行。
重排反应法则是通过某些特定结构的化合物在加热或催化剂的作用下发生分子内重排反应，从而得到吡唑衍生物。
这种方法通常需要较高的温度和较长的反应时间，但对于某些特定结构的吡唑衍生物合成具有独特的优势。
多组分反应法是一种高效、快速的合成方法，它可以在一步反应中同时形成多个化学键，从而得到目标产物。
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化学与环境科学学院研究与创新实验 化学与环境科学学院研究与创新实验 一种pH响应的荧光探针的合成与表征
摘 要 苝是一类具有强烈荧光的芳香化合物，它具有优异的化学稳定性、光电性质，受到人们的广泛关注，以苝酰亚胺为发光中心，以PEO链为增溶基团，可以合成一种水溶性荧光染料。本文具体内容如下：在酰胺位上接入了具有水溶性的树状多肽PEO链的基础上，将苝酰亚胺的海湾位置上再引入响应基团，最终合成了一种新型pH响应荧光探针。并通过紫外、荧光分光光度计测定这种化合物的光谱性能。
关键词：苝酰亚胺；pH响应；荧光探针 化学与环境科学学院研究与创新实验 Synthesis and characterization of a pH-responsible fluorescent
probe Abstract Perylene is a kind of compound with a strong fluorescence, which received great attention for its remarkable chemical stability and optoelectronic properties. We can synthesize a water-soluble fluorescent probe without any responsiveness when the luminescence center is perylene and The PEO chain is a modified group.This paper shows that after inserting the PEO chain in the amide position, a modified group is inserted into the gulf position and we finally synthesize a pH-responsible fluorescent probe.In addition,we used UV and RF to characterize the spectral properties of the compound.
Key Words: perylene; pH-responsible; fluorescent probe 化学与环境科学学院研究与创新实验 目 录
１ 前言 1.1 苝系荧光化合物……………………………………………………………………1 1.1.1 苝系荧光化合物概述………………………………………………………1 1.1.2 苝系荧光化合物应用………………………………………………………1 1.1.3 苝系荧光化合物的溶解性 ………………………………………………2 1.2 pH荧光探针的发展……………………………………………………………… 3 1.3 论文基本设计思路 ……………………………………………………………… 3 2 实验部分 2.1 引言……………………………………………………………………………………4 2.2 主要试剂及仪器…………………………………………………………………… 4 2.3 实验步骤 …………………………………………………………………………… 5 2.4 结果讨论 …………………………………………………………………………… 6 附图 参考文献 致谢 化学与环境科学学院研究与创新实验
1 １ 前言
1.1 苝系荧光化合物 1.1.1 苝系荧光化合物概述 苝系化合物是一类有强烈荧光的芳香烃化合物，具有大的共轭π体系，苝四羧酸二酰亚胺母体分子（PDI）可以看作是两个萘分子单元组合后又连着一个酰亚胺，萘单元通过 sp2杂化键合形成的一个大平面芳香体，而大的芳香体连着酐单元即是 3，4，9，10-苝四羧酸二酐（简称苝酐）。
图1-1 苝酐的分子结构 苝具有一定的致癌性，又由于在酰亚胺区域引入取代基一般不会影响苝系物质的光物理性质，所以近年来的研究主要集中在取代的苝酰亚胺（PBI）上，该化合物毒性相对较小，分子结构如图所示，是一个封闭的发色团，其荧光量子产率也非常高（接近于1），是一个较为安全的母体荧光化合物。
图1-2 苝酰亚胺的分子结构 1.1.2 苝系荧光化合物应用 苝系化合物是一个大的缺电子体系，非常容易被还原，而难以被氧化，所以苝系化合物是一类光热稳定性和耐久性好、光谱吸收范围宽、光电转换效率高的有机半导体材料，在可见光的吸收带位于450-600 nm的范围内，广泛应用于颜料和染料[1]、光电导材料、电致发光材料、太阳能电池材料、液晶材料[2]、激光染料等领域。 化学与环境科学学院研究与创新实验 2 （1）有机颜料 苝系分子具有很好的分子共平面性及刚性，因此具有很高的化学稳定性，具有优异的耐热、耐光、耐候性，同时耐高温、耐溶剂、耐酸、碱。苝系化合物较为古老，从1913年起就作为还原染料被人们的使用。其作为高档有机颜料主要用于汽车涂料、金属表面涂料、粉末涂料、外墙涂料及合成纤维原浆着色及塑料着色等。 （2）生物荧光探针 苝系化合物从可见区到红外区的光有很强的吸收，是一类性能优异的分子荧光材料，被广泛应用于分子开关设计及离子识别中。例如，苝酰亚胺的N取代基为脂肪族长链时，结构的特殊性使它能够插入细胞膜中，分子两端的亲脂性脂肪族长链分布于细胞膜两边的磷脂层中，苝母核则横穿细胞膜。分子的荧光特性不受影响，同时苝酰亚胺也不会诱导磷脂的非特异性相互作用。 （3）太阳能电池 与无机太阳能电池相比，有机太阳能电池虽有转换效率较低，结构无序，体电阻高等问题，但是有机半导体材料重量轻、成本低、加工性好、能吸收可见光且易于制备大面积电池等优点，使其成为很有潜力的电池。 1.1.3 苝系荧光化合溶解性 由于苝酰亚胺类化合物具有大的平面环状共轭体系，分子间 π-π 相互作用非常强，具有很大的晶格能，其溶解性很差。经过科学家们一系列的研究表明，经过化学修饰后的苝酰亚胺类化合物的溶解性能得到很大程度的提高。而且，在日常的生活中，常常需要将染料溶于水中使用。因此，合成苝酰亚胺类水溶性衍生物是很有必要的研究工作。 通常增加苝酰亚胺的溶解性可以通过以下两方面对苝酐核的化学位置进行修饰，使共平面性降低，破坏结晶，增加溶解能力。 第一方面：在苝核上引入亲水性的基团；第二方面：在苝核上连接上带有电荷的基团，从而将电荷转移至苝核，以抑制苝平面间π-π堆积[3]作用。针对以上两方面，对于如何提高苝酰亚胺衍生物溶解性，学者们的方法通常有两种：其一是Langhals教授提出的，在酰亚胺的氮原子上引入增溶性的基团[4]，以喹啉、咪唑或吡啶为溶剂，以醋酸锌为催化剂，苝四羧酸二酐和伯胺，在惰性气体的保护下回流。虽然这种方法得到的化合物在溶解性方面得到显著改善，但是荧光量子产率却没有太大变化。近年来主要通过第二种方法：就是Seybold教授首次提出的在海湾处引入取代基，即在苝四羧酸二酐和苝四羧酸二酰亚胺的1,7或1,6,7,12位上引入增溶性取代基团的方法。（见图1-2、1-3） 化学与环境科学学院研究与创新实验 3 1.2 pH荧光探针的发展 pH荧光探针是随pH变化而荧光性质随之变化的一类物质。通过pH探针在某特定pH值范围内荧光强度的增强或者减弱可以实现对pH的定性测量。另一种方法是“比例计量型(ratiometric)”检测。随着pH的变化,探针分子由于发生质子化/去质子化过程而导致激发(或发射)波长发生明显移动,对激发(或发射)光谱的比例变化能够实现对pH值的定量检测,这称之为“比例计量”,这类探针为比例计量型荧光探针。比例计量型检测方法要求探针至少在两个激发(或发射)波长对被分析物(如H+)有不同的敏感度。例如,对于某一特定的pH荧光探针,一个选定的激发(或发射)波长的荧光强度相对于另一个激发(或发射)波长可增强或降低。这些信号之间的比例通过校准可以指示pH值。比例计量方法的优点在于其与光学路径长度、探针浓度、光漂白和探针从细胞内流失等参数无关,因为这两个信号数据是从完全相同的环境中得到的,所以能够更好地做到定量检测和识别。[8]
1.3 论文基本设计思路 综上所述，苝酰亚胺具有较大的平面共轭结构，这不仅仅赋予其优异的光电性能和化学稳定性，而且作为智能探针发光中心，具有较宽的吸收光谱范围、强光学稳定性和较高的荧光量子产率。在苝酰亚胺酰胺位置上接入了PEO链之后，通过继续在海湾位置进行修饰引入识别基团，达到对pH的响应。故本文主要工作是合成带有修饰（响应）基团的化合物并将修饰（响应）基团接入到苝酰亚胺的海湾位置上。
NOONOO
b
baa
a：酰亚胺位b：港湾位
图1-2 PDI重要反应位图示图1-3 PDI反应位图示 化学与环境科学学院研究与创新实验
4 2 实验部分
2.1 引言 最近，我们合成了一种苝酰亚胺探针（APBI），是一种两亲性并与生物素配体相连的探针[9]。APBI是在苝酰亚胺的两个酰胺位置接上水溶性PEO链，这使得探针具有高度水溶性和非常低的细胞毒性[10]。为了后续修饰基团的接入，我们还在其海湾位置上接入了两个溴原子(命名APBI-dBr)。以此为基本原料之一，可以在海湾位置接上修饰基团使之成为具有pH响应的荧光探针。修饰基团的合成路线如下：使对羧基苯硼酸与N,N-二异丙基乙二胺发生酰胺化反应，得到的缩合产物与APBI-dBr进行Suzuki反应。从而接上修饰基团。
2.2 主要试剂及仪器 2.2.1 主要试剂： N,N-二异丙基乙二胺 分析纯 北京百灵威科技有限公司 对羧基苯硼酸 分析纯 北京百灵威科技有限公司 EDCI 分析纯 上海共价化学科技有限公司 1-羟基苯并三唑（HOBt） 分析纯 上海共价化学科技有限公司 DMF 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司 二氯甲烷 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司 无水乙醇 分析纯 天津市华东试剂厂 柱层层析硅胶 工业品 天津市海洋化工厂 三乙胺 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司
图2-1 APBI结构 图2-2 APBI-dBr结构