芘基氮氧自由基型含硫化合物荧光探针的合成与性质

摘要

硫化氢对环境的毒性污染及其在生物体内的生理过程中起着至关重要的调节作用，因此，实现硫化氢的快速、灵敏、准确、可靠的检测成为了目前的迫切需要，设计合成高灵敏度、高选择性的硫化氢荧光探针成为热点。氮氧自由基由于其独特的电子结构和化学性质，可以和硫化氢发生化学反应，从而作为分子的荧光开关，因此，氮氧自由基在硫化氢检方面具有很大的开发应用潜力。本文以芘为荧光基团，设计合成了一些列芘基氮氧自由基型硫化氢荧光探针，并对他们的结构和荧光性能进行了详细的研究：
　　1、将咪唑啉氮氧自由基片段键合到芘的1、2和4号取代位置上，设计合成了1-PNIT、2-PNIT以及4-PNIT三个芘基氮氧自由探针。探针用于检测硫化氢的荧光性能测试表明，该类探针与硫化氢响应强烈，是一类非常灵敏的硫化氢荧光探针，探针1-PNIT、2-PNIT以及4-PNIT的检测限分别达到5.276×10-7 M、5.93×10-7 M和8.959×10-7M。在选择性方面，探针1-PNIT受到Cys和GSH的轻微干扰，而2-PNIT和4-PNIT的基本不受Cys和GSH的影响。探针在中性条件或弱酸弱碱条件下均有较好的荧光性能，可用于生物样品或普通环境中的硫化氢检测，在硫化氢检测方面具有很大的开发应用潜力。
　　2、通过对四甲基哌啶氮氧自由基（TEMPO）片段的结构进一步优化，设计合成了1-TBPNO、2-TBPNO以及4-TBPNO三个新型芘基氮氧自由基。该类探针检测硫化氢的荧光性能测试表明：该探针一类极其灵敏的硫化氢探针，探针1-TBPNO、2-TBPNO以及4-TBPNO的检测限分别达到1.07×10-7 M、1.379×10-7 M和1.298×10-7 M。选择性方面，探针1-TBPNO受到Cys和GSH轻微的干扰，而2-TBPNO和4-TBPNO的基本不受Cys和GSH的影响。探针在中性条件或弱酸弱碱条件下表现出较好的荧光性能。因此，该类叔丁基芘基氮氧自由基是一种性能优异的硫化氢分子探针，在硫化氢检测方面具有很大的开发应用潜力。
　　3、在上述两种氮氧自由基结构的基础上，分别在芘基咪唑啉氮氧自由基中引入了一个噻吩环（1-S-PNIT），叔丁基芘基氮氧自由基中引入了一个苯环（1-B-TBPNO）。两个探针灵敏度与之前相比明显下降，原因可能是芘环与引入基团的过度扭曲造成。但是探针1-S-PNIT和探针1-B-TBPNO在选择性方面优于前两种氮氧自由基，尤其是探针1-B-TBPNO在灵敏度和选择性方面都表现出良好性能，具有开发应用的前景。
　　以上结果表明，氮氧自由基自在硫化氢检测中具有很大的开发应用潜力。

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1 绪论

1.1 背景（Background）

1.2 荧光分子探针的概述（The Overview of Molecular Fluorescence Probe）

1.3 硫化氢荧光探针分子的研究概述（The Overview of Fluorescence Probe of H2S）

1.4 论文主要研究内容（The Main Research Contents of the Thesis）

2 基于芘基咪唑啉氮氧自由基硫化氢荧光探针的合成及性质研究

2.1 引言（Introduction）

2.2 实验部分（Experiments Section）

2.3 合成路线（Synthesis Route）

2.4 合成结果与讨论（Results and Discussion）

2.5 PNIT作为硫化氢荧光探针的性能研究（Study on Fluorescence Property of PNIT Acting as H2S Probe）

2.6 本章小结（Chapter Summary）

3 基于叔丁基芘基氮氧自由基硫化氢荧光探针的合成及性质研究

3.1 引言（Introduction）

3.2 实验部分（Experiments Section）

3.3 合成路线(Synthesis Route)

3.4 合成结果与讨论(Results and Discussion)

3.5 TBPNO作为硫化氢的荧光探针的性能研究(Study on Fluorescence Property of TBPNO Acting as H2S Probe)

3.6 本章小结（Chapter Summary）

4 咪唑啉类和叔丁基类氮氧自由基硫化氢荧光探针的衍生化合成及性质研究

4.1 引言（Introduction）

4.2 实验部分（Experiments Section）

4.3 合成路线(Synthesis Route)

4.4 合成结果与讨论（Results and Discussion）

4.5 探针1-S-PNIT和探针1-B-TBPNO作为硫化氢荧光探针的性能研究(Study on Fluorescence Property of 1-S-PNIT and 1-B-TBPNO Acting as H2S Probe)

4.6 本章小结（Chapter Summary）

5结论

参考文献

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