基于激发态分子内质子转移机制的新型比率计量型硫化氢荧光分子探针

摘要

近些年随着对硫化氢（H2S）生理作用研究的不断深入，建立了H2S作为一种必需的生理调节物和细胞信号物质的重要地位，并将其认定为继一氧化氮和一氧化碳之后的第三类内源性气体递质。但是至今对 H2S在生理和病理上广泛作用的认知仍然处于初始阶段，其中一个重要原因就是体内 H2S周围高浓度生物巯基化合物的干扰以及传统测量方法的不完善致使对生理环境中的H2S不能进行选择性强的准确的定量检测，因此实现对 H2S准确的生物分析对研究尚未解决的H2S在生物系统中的作用机制、产生和降解的调控等根本性问题至关重要。相比较受环境影响较大的荧光开关类分子探针，比率计量型荧光探针基于检测前后两个发射带处荧光强度比值的变化，能够通过自校准而达到对分析物准确定量的目的。因此本实验基于对2-(2’-羟基-3’-甲氧基苯基)苯并噻唑（HMBT）荧光团的激发态分子内质子转移（ESIPT）过程的调节设计并合成了新型比率计量型H2S荧光分子探针A，利用H2S介导特异性强的叠氮还原并引发级联的环化反应，脱去HMBT羟基的保护基，恢复HMBT的ESIPT，使探针A由原来仅有烯醇式发射（372 nm）转变为出现酮式发射（487 nm），发射光谱显著红移，通过在两发射处荧光强度的比值与 H2S浓度的线性关系，在水溶液和胎牛血清中均达到对H2S准确的定量检测，并且探针A对H2S表现出极强的选择性。

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第一章 引言

1.1 概述

1.2 荧光信号机制

1.2.1 光诱导电子转移（PET）机制

1.2.2 分子内电荷转移（ICT）机制

1.2.3 荧光共振能量转移（FRET）机制

1.2.4 激基缔合物/激基复合物（eximer/exciplex）的形成

1.2.5 C=N双键异构化机制

1.2.6 激发态分子内质子转移（ESIPT）机制

1.3 比率计量型荧光探针

1.4 硫化氢的生理学作用

1.5 硫化氢的检测

1.5.1 还原反应

1.5.2 亲核反应

1.5.3 铜硫沉淀反应

1.6 苯并噻唑类荧光探针

第二章 实验依据与实验设计

2.1 立题依据

2.2 实验设计

第三章 实验内容与结论

3.1 仪器与材料

3.1.1 实验仪器与设备

3.1.2 实验材料与试剂

3.2 实验方法

3.2.1试剂的纯化

3.2.2 探针A的合成

3.2.3 溶液的配制

3.2.4 光物理及反应性质的测定

3.3 实验结果

3.3.1 各步产物及探针A的合成结果

3.3.2 光物理及反应性质的测定结果

3.4 讨论

参考文献

在学期间的研究成果

致谢