长波长荧光素衍生物的合成和性能研究

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1、万方数据博士学位论文长波长荧光素衍生物的合成和性能研究SynthesesandPropertiesofLongWavelengthFluoresceinDerivatives作者姓名：熊丛!麽学科、专业：廑旦丝堂学号：11107088指导完成教师：日期：大连理工大学DalianUniversityofTechnology万方数据大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致i9十的地方外，本论文不包含其他个人或集体已

2、经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。⋯一：趋邀瘟盔巡趋迹尘蝉作者签名：盐!!!越日期：蛆年必型厶目大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本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

3、采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：邀蓝曼箜幽遂拦逊!鱼避作者签名：导师签名：答辩委员会主席日期：塑生年生月盟日日期：型年旦／月里日脚雌年止月华万方数据大连理工大学博士学位论文摘要随着生命科学和医疗技术的不断发展，荧光法作为新兴的分析技术，在生物学、医学和环境科学等领域具有广泛的应用。普通的有机荧光染料中常用的荧光素染料存在吸收和发射波长集中在可见光区、荧光寿命短、Stokes位移小以及特异性染色效果差的缺点，这些缺点限制了荧光素染料的应用，因此，设计合成性能优越的荧光素染料具有十

4、分重要的意义。1、以2，7一二氯荧光素(DCF)为母体，通过Duff和Knoevenagel反应，在DCF的4，5位置衍生化，设计合成了长发射波长(>590nm)、大Stokes位移(>150nm)的荧光染料DCF．1和DCF．MPYM，通过这两例染料与牛血清蛋白(BSA)之间的疏水作用引起的染料在水中的荧光变化，实现了染料对牛血清蛋白的高选择性检测；同时，在BSA的协助作用下，采用这两例染料实现了对活细胞的荧光成像。2、通过测试DCF．MPYM的纳秒瞬态吸收光谱，发现DCF．MPYM具有长寿命的三重态(23．8

5、9ps)；荧光寿命测试结果证实该化合物长波长630nlTl处的荧光不仅包括短寿命(纳秒级)的瞬时荧光，而且还包括长寿命(微秒级)的延迟荧光，且延迟荧光的寿命在除氧乙醇中达22．11us，如此长的延迟荧光的寿命比普通有机荧光染料的寿命高出1000倍以上。通过阿仑尼乌斯公式拟合，得到单重态和三重态之间的能量差仅为28．36meV，这种小的能量差值满足三重态反系间窜越到单重态的要求，进一步证明了长波长处的延迟荧光为热激活延迟荧光(TADF)，并由此提出了DCF．MPYM的发光机理。利用DCF．MPYM长寿命延迟荧光的特

6、性，将其应用于时间分辨荧光成像中，实现了细胞成像中无背景荧光干扰的目的。3、将常用于半胱氨酸检测的烯酮式结构引入到DCF-MPYM母体上，合成了一例半胱氨酸探针DCF．MPYM．thiol，体外用稳态荧光技术测试证实了该探针可比色及比率检测半胱氨酸，并且体外也可用时问分辨的技术检测半胱氨酸，同时，DCF-MPYM．thiol可用于对MCF．7细胞的激光共聚焦和时间分辨荧光成像。4、通过将DCF结构改性，采用Vilsmer和Knoevenagel反应设计合成了染料4，将染料4的光谱数据和高斯理论计算结合，对其“构．

7、效”关系进行了初步的探讨。在染料4的基础上，构建了一系列新的荧光染料5，6，7和8。其中染料5能用于体内外半胱氨酸的检测，而染料6，7和8能对细胞的线粒体进行特异性染色。关键词：长波长荧光素衍生物；延迟荧光；时间分辨荧光成像；共聚焦成像万方数据长波长荧光素衍生物的合成和性能研究AbstractWiththecontinuousdevelopmentoflifescienceandmedicaltechnologies，thefluorescentmethod，anemerginganalyticaltechnol

8、ogy，iswidelyusedintheapplicationsofbiology，medicineandenvironmentalscience．Ⅵ，llile．thedisadvantagesofconventionalorganicfluorescentdyeslimittheapplicationoffluoresceins．Forexample，theabso