水溶性香豆素荧光探针分子的设计合成与阴离子识别研究开题报告

 2022-01-23 20:37:21

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

本课题意义:阴离子在自然界中扮演着重要的角色。

对于生命的健康活动而言,大部分阴离子为毒性离子,如氰根离子、亚硝酸根离子等,而也有一部分阴离子在生物生长代谢过程中不可或缺。

对重要的阴离子进行实时、高效、灵敏的检测因此是十分必要的。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标:探究并合成出可以高效便捷地检测重要阴离子物质的香豆素类荧光探针研究内容:设计具有活性位点的香豆素母环,并进行结构修饰得到具有特定结构的荧光探针分子,进行核磁共振氢谱、碳谱、质谱、红外等结构表征;进行紫外可见光谱和荧光光谱性能测试,验证其对特定待检测物质的响应性能;光谱测试过后,进一步研究其在复杂环境下的污染物检测以及生物成像方面的应用。

拟解决的关键问题:合成阶段:寻找合适的活性基团,减少合成步骤和难度的同时提高检测性能;测试阶段:选择合适的检测体系,比如优良的溶剂等,使光谱达到更好的信噪比;为下一步实际应用建立实验基础;通过光谱测试结果评价所制备的探针分子性能,进一步优化其结构,将其用于实际生物环境等领域检测目标物质。

3. 研究的方法与方案

研究方法:① 查阅并借鉴文献资料,设计合适的荧光分子探针;② 计算反应底物与试剂等相应的试剂质量,并购买相应的试剂与化合物;③ 若遇到问题失败,则寻找问题,改变策略;④ 初步测定时,检测功能与预期的是否一致,若一致,则进行下一步;若不一致,则需要重新设计合成。

技术路线:实验方案:如上图所示,以香豆素苯并吡喃结构为母体,可以在7-位连接识别基团,而3-, 4- 位均可作为强化位,通过引入不同的取代基,改变香豆素类荧光探针的荧光性质。

3-,4- 位可同时进行取代,也可实现独自取代。

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4. 研究创新点

1) 通过对香豆素类化合物母体进行合理的修饰,得到具有推拉电子性质的香豆素分子,该类分子有利于设计得到比率型的荧光探针分子。

比率型荧光探针以两个不同波长处荧光强度的比值作为输出信号,可以最大程度降低环境复杂性带来的干扰;2) 本课题组在香豆素衍生物的合成领域具有多年的研究经验,此外,基于香豆素类化合物的荧光分子探针用于阴离子检测这方面的研究还较少,本课题相关研究有利于加深人们对这方面的认识。

5. 研究计划与进展

2016.11--2016.12阅读并借鉴相关文献,做好理论准备2017.12--2017.1设计好实验方案,并开始进行部分香豆素类化合物底物的制备2017.2--2017.5 进行实验,合成出目标产物并进行荧光性能检测。

2017.5--2017.6 撰写毕业论文,准备毕业论文答辩。

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