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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
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(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
通過(guò)紫外可見(jiàn)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(jià)陰離子、陰離子、中性形式和陽(yáng)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(jiàn)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(xì)介紹：
熒光素(FL)又稱(chēng)熒光黃，化學(xué)名稱(chēng)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(gè)苯環(huán)固定在一個(gè)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(qiáng)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(cè)定，細(xì)胞內(nèi)pH值的測(cè)定，生物體內(nèi)Ca2+、Mg2+等離子濃度的測(cè)定等。但是熒光素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)。鹵素原子具有強(qiáng)電負(fù)性當(dāng)其引入π共軛體系時(shí)，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(huì)對(duì)熒光素的熒光光譜性質(zhì)和紫外可見(jiàn)吸收光譜產(chǎn)生影響。二鹵代熒光素除具有熒光素的特點(diǎn)外還擁有新的優(yōu)點(diǎn)，如可以減少生物材料的背景熒光。另外重原子可通過(guò)磷光促進(jìn)衰減，而這些都可擴(kuò)大其應(yīng)用。這就要求我們對(duì)二鹵代熒光素的性質(zhì)進(jìn)行研究。 萘并熒光素是熒光素的衍生物，也屬于占噸類(lèi)化合物。它是一種有機(jī)二元酸，有多種應(yīng)用，例如可用作熒光探針，靈敏地檢測(cè)堿性條件下的金屬離子，用于DNA測(cè)序、細(xì)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(zhǎng)處具有明顯的紅移。萘并熒光素的優(yōu)點(diǎn)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(guò)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(diǎn)，例如易制備，Pka值接近于生理pH值等。迄今為止，只報(bào)道了萘并熒光素二價(jià)陰離子的光譜性質(zhì)[14]，而對(duì)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(bào)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(fù)性對(duì)熒光性質(zhì)的影響相符。 本文主要通過(guò)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(jiàn)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(duì)其存在形式的影響及重原子效應(yīng)對(duì)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(jià)陰離子、中性形式及陽(yáng)離子存在，如圖3所示。在此我們希望能測(cè)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(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本文主要通過(guò)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(jiàn)吸收光譜研究了其熒光量子產(chǎn)率，酸堿性對(duì)其存在形式的影響及重原子效應(yīng)對(duì)熒光素性質(zhì)的影響。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

二鹵代熒光素除具有熒光素的特點(diǎn)外還擁有新的優(yōu)點(diǎn)，如可以減少生物材料的背景熒光。另外重原子可通過(guò)磷光促進(jìn)衰減，而這些都可擴(kuò)大熒光素在化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)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(shí)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(lèi)染料。

學(xué)術(shù)論文摘要

摘要：通過(guò)紫外可見(jiàn)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(jià)陰離子、陰離子、中性形式和陽(yáng)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(jiàn)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(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

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同類(lèi)課題研究水平概述

目前對(duì)于二鹵代熒光素一直缺乏系統(tǒng)的研究，同時(shí)之前的研究緊停留在重原子效應(yīng)對(duì)光譜性質(zhì)的影響。而對(duì)于萘并熒光素迄今為止，只報(bào)道了其二價(jià)陰離子的光譜性質(zhì)，而對(duì)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(bào)道。
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