一、吡啶盐衍生物双光子吸收性质的理论研究（论文文献综述）
房成剑[1]（2021）在《三联吡啶衍生物及铁/锰配合物的合成、多光子吸收及生物成像》文中研究指明
郝雪丽[2]（2021）在《高性能有机小分子双光子荧光探针的发光机理及性质的理论研究》文中认为随着激光技术的发展,非线性光学和双光子吸收现象受到人们的广泛关注。具有良好双光子吸收性能的材料被广泛应用于诸多领域,尤其是在生命科学领域的应用,如双光子荧光成像、生物荧光标记和光动力学治疗等方面,具有重要的应用前景。目前,能够投入实际应用的双光子荧光探针非常有限,研究设计具有良好双光子吸收能力和高效发光性质的有机小分子双光子荧光探针成为生物荧光成像和标记的迫切需求。本论文从侧链取代基、分子骨架对称性、分子骨架π-扩展方式以及分子骨架杂原子取代这四个方面,详细地研究了分子结构对有机小分子双光子荧光探针光学性质的影响,揭示了探针发光机理的本质,为设计合成新颖的性能优良的双光子荧光探针提供了理论指导和依据。我们研究内容主要概况如下:1.侧链取代基对次氯酸双光子荧光探针光学性质的影响次氯酸是生物体内一种重要的活性氧化物,其含量水平对维持正常生命活动有重要影响。当前能够实际应用的次氯酸荧光探针较少,其中一个主要原因是探针发光机制和分子结构之间的关系不够明确。本文重点研究了侧链取代基对次氯酸荧光探针的单、双光子吸收性质和荧光发光效率的影响。我们采用激发态动力学模拟首次从理论上解释了含羟基肟次氯酸荧光探针的发光机理。通过电子-振动耦合分析,表明侧链烷基链长度对探针荧光发光效率具有重要影响,选取合适长度的烷基链是设计合成光学性能优良的荧光探针的一种重要方式。根据研究分析,我们设计了一种同时兼具较大双光子吸收截面（467 GM）和较高荧光量子产率（0.485）的次氯酸有机小分子双光子荧光探针。2.分子对称性对阳离子型核酸双光子荧光探针光学性质的影响对核酸的生物荧光成像是研究核酸结构的一种方式,对于生命科学研究和医学治疗分析都具有重要的意义。本文研究了一系列对称和非对称分子结构的咔唑基阳离子核酸探针的光学性质,详尽分析了分子对称性对电子结构分布的作用和对单、双光子吸收性质的影响。探究了阳离子型核酸探针的荧光发光机理,解释了探针和核酸作用的识别机制,首次提出了阳离子型核酸探针末端甲基旋转振动的程度是其荧光发光效率的关键,纠正了过去实验理解的发光机理误区。3.分子骨架π扩展方式对比率型过氧化氢双光子荧光探针光学性质的影响过氧化氢的含量水平对于维持正常生命活动有重要的作用。在活体组织细胞中监测过氧化氢水平对双光子荧光探针的设计合成提出了较高的要求和挑战。目前已有的过氧化氢双光子荧光探针在双光子吸收性能和光谱分辨率方面有待提高。我们设计了一系列不同π扩展方式的香豆素衍生物,研究分析了分子骨架π扩展方式对其双光子吸收截面,光谱斯托克斯位移和荧光发光效率的影响。最终,设计得到了一种各方面光学性质都比较优良的比率型过氧化氢有机小分子双光子荧光探针BC-3及其识别产物分子DCCA-3,它们在近红外光谱区具有良好双光子吸收性能（3420 GM/988 nm,316GM/939 nm）,同时兼备较大的斯托克斯位移（116 nm,60 nm）和发射光谱位移（225 nm）,为活体检测提供了较高的应用价值。4.分子骨架杂化对比率型次氯酸双光子荧光和室温磷光探针光学性质的影响次氯酸在生命体的防御系统中起着重要的作用,而过量的次氯酸会引起许多疾病,所以实时监测生命体内生次氯酸含量水平对于疾病诊断非常重要。而当前多数次氯酸探针是关-开型发光机制,易受环境影响且无法定量检测;而比率型荧光探针能够很好的克服这一缺点,但目前能够实际应用的比率型双光子荧光探针较少。为了实现探针在活体检测中的实际应用,能够精准实时检测次氯酸含量,我们通过在分子骨架引入杂原子,使得关-开型荧光探针转变为比率型荧光探针;进而通过对分子骨架合适的π扩展,提高了比率型有机小分子荧光探针的双光子吸收性能。最终,我们设计得到了一个具有良好双光子吸收性能和荧光发射性能的比率型次氯酸荧光探针benza1-COCL;同时,首次获得了一个具有长寿命（1.09 ms）的双光子激发的比率型室温磷光探针benza2-COCL。
芦青[3]（2021）在《吡啶功能化的芘衍生物：对“位点效应”的影响及其生物成像应用》文中进行了进一步梳理探究物质结构与性能的“构效关系”始终是材料化学研究者的核心课题。对于芘衍生物来说,即使将相同取代基引入到芘的不同位点上,其光电性质也会有显着差异,本论文称之为芘的位点效应（site-effect）。芘可以看作是由四个苯环稠合而成的平面刚性分子,具有较大的分子内电子离域范围和分子间π-π电荷相互作用。而且10个可修饰位点使得芘成为一个可灵活功能化的荧光团,具有独特的荧光性质:激发态荧光寿命长、量子产率高、易形成激基缔合物等。因此,芘类衍生物在生物荧光探针和有机半导体领域具有广泛应用。芘的分子结构简单且高度对称,根据对称性和化学环境的不同,可将其外围的10个反应活性位点分为两种三类,每一类位点都具有独特的电荷分布和空间环境。1,3,6,8位被称为常规位点,该位点处的特点是:电子密度最高,亲电反应的活性最强;2,7位与4,5,9,10位被称为非常规反应位点,2,7位处于前线分子轨道的节点,发生亲电反应的活性最弱,但空间位阻最小;而4,5,9,10位又称为芘的K区,该处C原子表现出常规C=C双键的特性。本文以揭示芘衍生物的光电性能同芘键联取代基的位点之间的关系为研究目标,选择吡啶作为取代基,利用吡啶既可以作为阳离子荧光染料的前驱体,又可以在有机金属配合物和聚合物中发挥潜在应用,为此,精确构筑位置异构的同分异构体8组,细致比较每组同分异构体在光物理性质和生物成像应用方面的差异。从化合物的结构到性质,再到应用,形成了一套完整、系统的“构-效”关系研究。以芘为分子骨架,设计并合成了 8组位置异构体,共计目标分子26个,并获得了 20个单晶结构。分别从化学合成的路线选择、核磁氢谱中特定氢原子的化学位移、晶体结构、光物理性质、熔点、电离能和HOMO能级、理论计算、双光子性能、生物成像等方面系统地比较了芘的1-,2-,4-位衍生物性能的差异,总结出一些构效关系规律。具体内容如下:1、合成化学中的位点效应:芘1-,2-,4-位进行官能化的合成化学差异明显,芘1-位可直接溴代并进一步偶联,芘2-位可以先硼酸酯化再溴化随后进行偶联反应,而芘4-位尚缺少直接官能化的有效反应途径,需依次经历还原-取代-氧化-偶联多个反应步骤。整体合成难度顺序为:4->2->1-。2、晶体结构中的位点效应:吡啶环与芘环所形成的二面角大小同芘的位点有关,三个位点取代的化合物中二面角大小顺序为:1-≈4->2-。另一方面同取代基中N原子的位置有关,吡啶-芘化合物中二面角的大小顺序为:p->o-,而乙烯基吡啶-芘化合物中二面角大小顺序则与之相反。3、光物理性质中的位点效应:受限于分子轨道的对称性,2-位取代的芘衍生物因其S0→S1跃迁弱,宏观斯托克斯位移较大;而芘1-和4-位取代均可打破分子轨道对称性,吸收和发射光谱呈现出显着的分子内电荷转移特征。对于芘1-,2-,4-三类位点衍生,从单取代、双取代到四取代,化合物光谱中都表现出一定的“叠加效应”,即随着取代基数目的增多,能级差减小,峰位红移,尤其以1-位取代的叠加效应最为显着。4、双光子吸收特性展示出的位点效应:芘的乙烯基吡啶衍生物表现出较大的斯托克斯位移,其双光子吸收/发射性能表现出明显的位点效应:1->4->>2-。1368-doPP和16-dpPP-8的双光子吸收/发射截面值分别为:652/417 GM;5014/752 GM,其双光子性能远远高于文献中报道的双光子性能优异的芘衍生物。5、吡啶-芘化合物表现出优异的固态发光性能,乙烯基吡啶-芘化合物固态发光性能较差,但溶液态发光性能优异。16-pPP和1-doPP在DMSO溶液中量子产率高达98%,可与荧光素相媲美。6、本文中合成的阳离子盐类化合物特异性靶向线粒体,实现了高信噪比的细胞和小鼠组织成像,实现了小鼠肝组织中线粒体的双光子特定成像,并在50 μm深度实现高信噪比的线粒体可视化。
贾小琴[4]（2020）在《D-A型刚性炔基共轭芳胺分子的设计合成、光性能及应用研究》文中提出D-A（D为电子给体、A为电子受体）型π共轭有机分子具有良好且可调的光诱导电子转移性质,在有机光电材料领域有广泛的应用价值,而系统研究分子中电子给体和受体的结构与光诱导的电子转移能力的结构性能关系是D-A型π共轭有机分子的结构设计和应用研究的重要理论依据。由此,本论文设计合成在光聚合中具有光敏活性的D-A型有机共轭分子,对其光物理和光化学性能进行系统的研究,并对其在染料增感光聚合、夺氢型自由基光聚合、光引发的光、热协同聚合以及双光子光聚合中的应用进行了探索研究。本论文研究工作可分为以下几个部分:1、本论文通过Sonogashira偶联反应将电子受体基团（二苯砜、二苯甲酮和噻吨酮）和电子给体基团（咔唑、吩噻嗪和三苯胺）以碳碳三键共轭桥接,合成了三个系列炔基共轭的D-A型分子,分别为:（1）二苯砜为吸电子基团的炔基共轭A-π-D-π-A型芳胺衍生物（DSOs）,包括C-DSO、P-DSO和T-DSO;（2）二苯甲酮为吸电子基团的炔基共轭D-π-A型和A-π-D-π-A型芳胺衍生物（BPs）,包括C-MBP、C-DBP、P-MBP、P-DBP、T-MBP 和 T-DBP;（3）噻吨酮为吸电子基团的炔基共轭D-π-A型和A-π-D-π-A型芳胺衍生物（TXs）,包括C-MTX、C-DTX、P-MTX、P-DTX、T-MTX 和 T-DTX。所合成的化合物经1H NMR、13C NMR、FT-IR和HRMS进行结构表征。2、对合成的三个系列炔基共轭的D-A型分子的光物理性质研究表明:（1）DSOs分子在300 nm到450 nm有良好的吸收性能,在400 nm到550 nm有强的荧光发射,荧光发射波长和量子产率均有正的溶剂化效应,且在720 nm到850 nm有良好的双光子吸收性能,其中P-DSO在720～850 nm的双光子吸收截面均大于200 GM,在720 nm可达1059 GM;（2）BPs分子较DSOs分子具有更大的摩尔消光系数和更优异的分子内电荷转移性能,其中含咔唑基团的BPs分子表现出分子内电荷转移跃迁态和类二苯甲酮n-π*跃迁态的杂化,其余BPs分子的荧光主要从分子内电荷转移态发射,表现出正的溶剂化效应。此外,DBPs分子在720 nm到860 nm具有优异的双光子吸收性能,C-DBP、P-DBP和T-DBP的最大吸收截面分别可达810 GM、2008 GM和1292 GM。（3）TXs分子较DSOs分子和BPs分子具有蓝移的最大吸收波长和更大的摩尔消光系数,并表现出噻吨酮的特征吸收,说明噻吨酮即作为吸电子基团也是重要的生色团,且共轭程度大于为TXs大于DSOs分子和BPs分子。除含吩噻嗪基团的TXs分子在非极性溶剂中有强的荧光外,其他TXs分子的荧光性能较差,最低激发态均为类噻吨酮的π-π*跃迁态。（4）激发态下所合成的炔基共轭D-A分子的分子内电荷转移能力有D-π-A型分子优于A-π-D-π-A型分子,BPs优于DSOs和TXs。化合物的光物理性能如吸收波长、发射波长等主要取决于生色团,吸收和荧光强度则由共轭程度和吸电子基团的性质决定。3、光稳定性和稳态光解实验研究发现:（1）DSOs分子具有良好的光稳定性能;（2）C-MBP、C-DBP、C-MTX、C-DTX、T-MTX 和T-DTX分子激发态下二苯甲酮和噻吨酮基团可以发生夺氢反应和电子转移反应,具有光化学反应活性,其他BPs和TXs分子具有良好的光稳定性能,其激发态下二苯甲酮和噻吨酮基团主要发生电子转移;（3）所有D-A型共轭分子与二芳基碘鎓盐（ION）、三芳基硫鎓盐（SON）以及过氧化苯甲酰（BPO）发生高效的光诱导电子转移反应并光解,其中含吩噻嗪的D-A型共轭分子在ION、SON和BPO的存在下快速被光氧化;（4）稳态光解速率主要由光诱导电子转移过程中发生的光化学反应决定。4、对所合成的D-A型共轭分子与ION、SON、BPO以及三乙醇胺组成双组分引发体系在405 nm LED光源下的引发性能考察发现:（1）D-A型共轭分子对ION、SON和BPO均有良好的光敏化作用,其中含吩噻嗪的D-A型共轭分子在自由基光聚合中具有良好的漂白性;（2）D-A型共轭分子的增感能力主要取决于过程中单线态增感和三线态增感的成分,以基于咔唑的D-A共轭分子为例,C-DSO主要是单线态增感,C-DTX则主要是三线态增感,C-DBP则二者均有,其增感ION的效率为C-DTX>C-DBP>C-DSO。（3）基于吩噻嗪的D-A分子对SON有很好的增感效果。（4）D-A型共轭分子与BPO组成的氧化还原体系在光照下能高效引发自由基聚合,为光引发的光、热协同聚合,有望应用于前线聚合和深色体系的光聚合;（5）C-MBP、C-DBP、C-MTX、C-DTX作为夺氢型引发剂具有良好的光引发性能;（6）对P-DSO和T-DSO的双光子光聚合引发性能的初步研究发现聚合阈值与引发剂的双光子吸收截面直接相关,双光子激发荧光发射与引发聚合存在竞争,加入ION对聚合阈值影响很小,但ION有利于活性自由基扩散,降低了聚合精度。5、通过瞬态吸收光谱、荧光猝灭、电化学和电子顺磁共振-自旋捕捉实验对提出的双组份光引发体系的增感机理进行验证。（1）瞬态吸收光谱表明C-DBP、C-DTX和T-DTX具有强的三线态吸收性能,且均存在羰基加氢自由基的三线态特征吸收。P-DBP和P-DTX的正的瞬态吸收较弱,主要为吩噻嗪的三线态特征吸收。（2）荧光猝灭实验表明D-A分子与ION及BPO发生高效的光诱导电子转移过程,猝灭常数与光诱导电子转移过程发生的激发态类型和寿命以及发生的光反应相关。（3）D-A型炔基共轭分子的氧化电势主要由给电子基团决定,吸电子基团数目增加使氧化电势升高,与ION、SON以及BPO间的光诱导电子转移反应均为热力学允许的。（4）电子顺磁共振-自旋捕捉实验表明增感ION引发聚合的活性自由基是甲苯自由基,增感BPO引发聚合的活性自由基是苯甲酰氧自由基,夺氢型引发体系中活性自由基是α-胺基烷基自由基。
孙玲杰[5]（2020）在《有机电荷转移共晶的设计、组装及光电功能研究》文中提出有机共晶是由两种或多种组分通过非共价键作用组装形成的固体材料,与传统共价键合成相比,具有成本低廉、结构设计灵活、可溶液加工等优势,为功能材料的设计与制备提供了有效策略。共晶是组分明确的单晶材料,其构筑单元在共晶内呈现清晰有序的堆积结构,有利于研究多组分材料的结构与性质关系,进一步为高性能功能材料的设计与合成提供指导。其中,电荷转移共晶是指在给受体分子之间有自由电子离域的一类,电荷转移作用既可以是形成共晶的组装驱动力,也可以为共晶性质的探索提供更多的可能性,在光、电、磁等领域引起了科学家们广泛的研究兴趣。因此,本论文主要聚焦于有机电荷转移共晶的设计、组装及其光电功能,主要内容如下:1、我们成功制备了具有给受体分子间电荷转移特性的TTC共晶,其给体为反式-1,2-二苯基乙烯（Trans-1,2-Diphenylethylene,TSB）,受体是1,2,4,5-四氰基苯（1,2,4,5-Tetracyanobenzene,TCNB）。TTC共晶的给受体分子之间的电荷转移特性有利于缩小共晶单重态-三重态的能级差,有效地促进了共晶体系内的反系间窜越过程,进而在共晶体内创新性地观察到了热活性延迟荧光现象,为热活性延迟荧光材料的制备提供了新的设计准则与思路。2、我们成功制备了一维形貌的电荷转移STC共晶（给体:4-苯乙烯基吡啶,4-Styrylpyridine,Spe;受体:1,2,4,5-四氰基苯,1,2,4,5-Tetracyanobenzene,TCNB）。该共晶呈现交替柱排列,并且给受体分子间电荷转移作用加强了整个共晶体系的电子离域,进而表现出单体所不具备的双光子吸收特性。值得注意的是,具有双光子吸收特性的STC共晶是通过无功能单体制备的,实现了双光子吸收性质的从无到有。同时,我们也在其它电荷转移共晶体系中发现了这种特性,表明了共晶工程是制备非线性光学材料的有效手段,为构筑非线性光学材料提供了新视角。3、基于制备的STC共晶,研究了STC共晶在外界酸碱刺激下实现了两组分-三组分-两组分光学行为的可逆转变。其中,三组分的吡啶盐（STC-H）的堆积结构相对于起始STC发生了改变,其给受体分子之间的电荷转移程度降低。因此,STC-H的荧光光谱和双光子吸收光谱相对于STC共晶均发生了蓝移。当STC-H在外界碱性气氛的刺激下,光谱行为又可逆恢复到了起始状态。此外,单体Spe的非线性光学性质在外界酸性气氛的刺激下也发生了转变,实现了非线性光学行为有效调控。
杨永鹏[6]（2020）在《基于羟苯基多烯吡啶盐骨架发展双光子荧光探针检测醌氧化还原酶和硫氧还蛋白还原酶》文中研究指明细胞中氧化还原稳态的失衡与癌症、神经退行性疾病、心血管疾病等众多疾病的发展紧密关联。氧化还原酶是维护细胞氧化还原稳态的重要组成部分。探究细胞中氧化还原酶的功能和水平对疾病的诊断和治疗具有重要的意义。双光子荧光成像技术以其较高的灵敏度、无损快速分析、高时空分辨率和深层组织穿透能力成为检测和成像复杂生物系统中活性物种的有力工具。据此本论文基于羟苯基多烯吡啶盐骨架共轭连接响应基团的策略设计酶激活的新型双光子荧光探针。全文主要的创新点和内容如下:（1）NADPH:醌氧化还原酶（NQO1）在醌解毒作用中扮演着重要的角色,也是潜在的治疗靶点,高时空示踪和成像NQO1对于关联NQO1的疾病的早期诊断以及监测治疗效率是迫切需求的。据此我们设计了一类具有推拉结构和不同共轭链长短的羟苯基多烯吡啶盐荧光团。在该类荧光团上通过嫁接响应基团三甲基锁醌构建探针,实现以分子内电荷转移机理成像NQO1。在系统筛选后,我们鉴定了探针QBMP为检测线粒体中NQO1的比率型双光子荧光探针,具有优良的性质:包括优异的选择性、快速的响应（4 min）、大的斯托克斯位移（162 nm）、超低的检测限（0.9 nM）和深层组织穿透能力（225?m）。尤为重要的是,该探针被成功应用于区分具有不同NQO1表达水平的癌细胞和正常细胞、揭示在帕金森疾病中NQO1活性显着降低以及筛选NQO1诱导剂作为神经保护试剂。（2）硫氧还蛋白系统由硫氧还蛋白还原酶（TrxR）、硫氧还蛋白（Trx）和NADPH组成,在维持细胞内氧化还原稳态和调节一系列氧化还原信号事件中扮演重要角色。其中TrxR经历NADPH依赖的模式催化还原Trx,是发展抗癌分子的重要靶点。我们以羟苯基多烯吡啶盐为荧光团、1,2-二硫戊环为响应基团和碳酸酯为连接臂构建荧光探针DSMP检测TrxR。该探针表现出以下优良的性质:具有较大的斯托克斯位移、快速响应、优异的双光子性能、靶向线粒体、实现比率型双光子成像线粒体中TrxR2。
彭蓉[7]（2020）在《花色素类荧光染料的性能调控及其成像应用研究》文中提出荧光成像技术因具有操作简便、高时空分辨率、无损伤检测等诸多优点而受到越来越多的关注。其中,双光子荧光成像技术具有背景荧光低、对生物样品的光损伤小和更深的组织穿透力等优点,从而被广泛应用于细胞、组织和活体成像研究。为了满足各种生物分子的成像检测需要,科研人员开发了大量的功能性荧光染料。然而,由于大部分常见双光子荧光染料存在发射波长短、斯托克斯位移小、并且缺少合适的光学可调控基团等缺点,导致利用它们发展的荧光探针在生物成像应用时面临着信背比不高、灵敏度较低等问题。因此,研发出具有光学性能可控的长波长双光子染料,对高性能“激活型”探针开发及其生物成像分析应用领域具有重要推动作用。针对上述问题,本论文选用具有良好水溶性的花色素（2-苯基苯并吡喃盐）为染料母核,通过分子工程和密度泛函理论（DFT）计算相结合,研发出系列具有羟基可调控基团的长波长双光子荧光染料,在此基础上构建了系列荧光探针,并实现了生物环境中硝基还原酶及pH的高灵敏可视化检测。具体研究内容如下:第一,针对目前常见的双光子荧光染料发射波长短以及缺乏合适的光学可调基团等问题,在课题组前期发展的花色素染料ACF4基础上,我们通过结构优化调节分子平面性和扭曲分子内电荷转移（TICT）程度,并通过“逐步”修饰的方法成功地制备出一种具有光学可调控羟基的多功能长波长荧光团LDOH-4。LDOH-4具有良好的光学性质,如合适的p Ka值（5.13）、合适的荧光量子产率（0.55）、较长的吸收与发射波长(λa b/λe m=574/633 nm)、较大的双光子活性吸收截面（89 GM）,并且其荧光强度可以通过羟基的保护与脱保护进行调控,表明LDOH-4在“激活型”荧光探针设计及应用领域具有很好的应用前景。第二,在上述工作基础上,我们选用LDOH-4为双光子荧光报告单元,以对硝基苄基为识别和离去基团,通过羟基的保护与脱保护策略开发了一种硝基还原酶（NTR）激活的双光子荧光探针LDO-NTR。由于该探针分子中的羟基被保护,削弱了氧原子与花色素母核之间的p-π共轭效应,加剧了二甲氨基的TICT效应和识别基团硝基与染料之间的光诱导电子转移（PET）效应,导致探针分子具有极低的背景荧光。LDO-NTR在体外能高敏感地识别NTR（检测限为0.79ng/m L）并使其响应信号大大增强（>310倍）。此外,LDO-NTR不仅能实现缺氧细胞及肿瘤组织中NTR活性的检测,而且还能在乏氧肿瘤小鼠模型体内对NTR活性进行可视化成像。第三,线粒体内pH值呈弱碱性（≈8.0）,其pH的微弱改变将影响其生理功能,但目前缺少高灵敏的荧光探针研究各种生理活动中线粒体内pH的变化。针对该问题,在前期研发的染料LDOH-4基础上,我们进一步通过在羟基邻位引入苯并噻唑基团和调控分子平面性的方式优化其性能,构建了四种新型pH长波长荧光探针。其中,相比其它三种探针,NIR-OH-1具有合适的光学性能,如发射波长处于远红光-近红外区域(λe m=656 nm)、以及合适的p Ka值（7.77,与线粒体pH梯度吻合）、高灵敏pH响应（酸碱响应范围低至1个pH单位附近,荧光响应倍数为12.5倍）,表明该探针适合用于监测线粒体中pH的微弱变化。细胞成像实验结果表明NIR-OH-1能够选择性地点亮细胞线粒体,并能高灵敏的监测羰基氰化物间氯苯腙（CCCP）诱导He La细胞线粒体酸化程度,表明NIR-OH-1对各种生理和病理活动中线粒体pH变化的监测具有极大的应用潜力。
汤松松[8]（2019）在《基于菁染料衍生物的阳离子荧光染料的设计、合成与应用》文中指出随着社会的发展与科技的进步,人们对荧光染料的要求越来越高,尤其是纺织用荧光染料,不仅要求荧光染料具有较高的荧光量子产率,同时也要求荧光染料具有较好的生物安全性。此外,耐光牢度作为荧光染料的重要性能,它限制了部分荧光染料的应用范围,例如经常应用于生物医学领域探针的苯乙烯吡啶盐荧光染料不仅具有较高的荧光量子产率而且具有较宽的光谱,但由于其耐光牢度较差几乎不用于织物的染色。随着计算机技术的不断发展,很多辅助类科学软件不断的出现并应用于科学研究,如Gaussian,Material studio,Molcas等可以精准地预测和分析化合物的物理和化学性能,从而减少不必要的实验。本文的研究目的在于设计、合成具有较好耐光牢度的荧光染料,结合先进的软件预测荧光染料的荧光性能,节省实验时间,同时为实验提供理论支持。主要内容和结论包括以下几个部分。1.对现有的商业荧光染料和已报道的荧光染料进行分析总结,采用荧光强度和荧光量子产率两种标准对荧光染料进行分类,筛选出荧光强度很强且荧光量子产率在0.8-1.0之间的荧光染料。利用ECOSAR2.0预测荧光染料的生物毒性。结果表明磺酸基、羟基和羧基有利于降低化合物对水生生物的毒性,而溴取代基能增加化合物的毒性。利用Hansen solubility parameters（HSP）预测染料的可染性。预测结果表明,筛选出的5种无毒且荧光性能好的荧光染料可对棉、腈纶、涤纶、锦纶6和锦纶66染色。但不同染料可染的最佳织物有所不同,采用罗丹明B染色涤纶织物验证HSP预测的可信度。结果表明以传统的阳离子染色工艺进行染色时,罗丹明B不能对涤纶进行上染。但当染色温度升至130℃时,罗丹明B可对涤纶上染,并且染色织物具有明显的荧光效果。采用DFT方法计算N-methylacridinium水溶液的吸收和发射光谱,计算结果与文献中的数据接近。2.合成苯乙烯吡啶盐（DYE-BD）荧光染料,利用Gaussian 09软件计算化学反应过程中的焓变与吉布斯自由能的变化。利用DFT和TD-DFT方法预测苯乙烯吡啶盐的吸收和发射光谱。结果表明,DFT和TD-DFT方法能准确地计算出苯乙烯吡啶盐的最大吸收波长和最大发射波长。但不同的方法预测结果的误差有所不同,对于DYE-BD来说,b3lyp/dgdzvp2方法计算的最大发射波长与实验值最为接近,而pbe0/6-3 1 1+g（d,p）方法计算的最大吸收波长与实验值最为接近。建立了光致发光过程中能量变化的数学模型,利用量子化学的方法解释了 DYE-BD耐光牢度差的原因。3.利用不同基团对化合物的影响不同,设计了 5种不同的荧光染料。采用Gaussian 09软件计算化学反应中的焓变、吉布斯自由能的变化、最大吸收波长和最大发射波长。计算结果表明,6种荧光染料（包括母体染料）均可以通过Knoevenagel反应制备而成,并且设计的荧光染料均有荧光效果。ECOSAR2.0软件模拟结果表明4种荧光染料对水生生物无危害。磺酸基与羧基都能降低化合物的毒性,磺酸基可无视取代基的位置降低化合物的毒性,磺酸基降低化合物毒性的效果要优于羧基。利用量子化学的方法比较设计染料与母体染料的耐光牢度。制备了 Z2和Z5两种荧光染料并应用于织物的染色。结果表明Z2和Z5具有明显的荧光效应,并且Z5的最大吸收波长和最大发射波长均与Gaussian 09软件计算出的最大吸收波长和最大发射波长相近,Z2的耐光牢度比母体染料的耐光牢度好,并且毒性较低,在130℃下Z2和Z5可对涤纶织物进行染色。4.设计合成三种含有羧基的小分子荧光染料,通过酰胺键将小分子荧光染料与羧甲基壳聚糖连接在一起形成大分子荧光染料。利用大分子骨架提高染料的耐光牢度。结果表明接枝大分子染料具有明显的荧光效果,大分子骨架可以提高母体染料的耐光牢度,但是对于不同母体染料,大分子提高耐光牢度的效果有所不同。母体染料耐光牢度越差,则大分子骨架的作用越明显。相反的,母体染料耐光牢度越好,则大分子骨架的作用越小。5.设计合成具有双键的小分子苯乙烯吡啶盐荧光染料,利用Gaussian 09软件模拟计算小分子荧光染料的最大吸收波长与最大发射波长,计算结果与实验结果相符;不同溶剂对荧光染料的吸收和发射光谱影响不同。结果表明,随着溶剂极性的增大,染料的最大吸收波长有所降低,最大发射波长有所增加,Stokes位移越来越大;小分子荧光染料分别与丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯聚合形成不同的大分子荧光染料。结果表明,虽然P-B-AM水溶液具有明显的荧光效应,但与P-B-AM-HEMA和P-B-HEMA相比,它的荧光强度较弱,并且P-B-AM涂层织物的反射率曲线没有明显的发射峰,所以P-B-AM的荧光效果较差。大分子荧光染料P-B-AM-HEMA和P-B-HEMA的耐光牢度优于母体荧光染料的耐光牢度,并且P-B-HEMA的耐光牢度要优于P-B-AM-HEMA的耐光牢度。由于分子量的不同,P-B-AM-HEMA可对腈纶织物进行染色,而P-B-HEMA却不能对腈纶织物进行染色,只能以涂层的方式进行。利用小分子荧光染料与甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯聚合形成的大分子荧光染料进行静电纺丝。结果表明,浓度为0.5g/mL的P-B-MMA-HEMA和P-B-MMA溶液可顺利地进行静电纺丝,并且P-B-MMA-HEMA和P-B-MMA的水溶液以及纺丝纤维膜均有明显的荧光性能。
郭丽方[9]（2019）在《界面靶向型脂滴与双色型脂滴/内质网荧光探针研制及侧链工程策略调控染料透膜性研究》文中研究说明细胞是生物体基本的结构和功能单元,生命科学研究的终极目标便是揭示活体内所有细胞的动态和功能。与有放射性危害的同位素示踪法以及只能用于观察和分析死细胞的电子显微镜、质谱分析等细胞生物学研究方法相比,以生物分析材料（荧光探针）和荧光显微镜为基础的荧光成像技术给完整细胞安装了一个“内窥镜”,最大限度降低了对活细胞的损伤,使得人们能够实时、原位地观测活细胞内细胞器、生物分子及其动态变化。因此本论文的研究内容主要包括以下两个方面:（1）脂滴及其相关细胞器荧光探针的研制,包括高保真、无噪声成像脂滴的界面靶向型荧光探针以及双色、同时区分成像脂滴和内质网的单分子双靶标荧光探针;（2）侧链工程策略及其衍生的荧光探针,包括通过侧链工程策略调控荧光染料透膜性以及以此为基础研制系列新型荧光探针。细胞器是真核细胞的重要组成成分。脂滴作为细胞内一种新兴的高度动态的细胞器,由含甘油三酯与胆固醇酯的中性内核和表面分布有多种蛋白的磷脂单分子层组成。它们在调节细胞能量稳态、保护细胞免受脂毒性和脂凋亡过程中扮演着重要的角色,而且它们的异常与脂肪肝、Ⅱ型糖尿病、动脉粥样硬化和肥胖等多种疾病的发生密切相关。因此通过荧光探针专一地可视化脂滴对于揭示脂滴生物学及相关生理和病理的发生、发展具有重要作用。然而目前的脂滴探针都是基于脂滴内部的疏水性内核设计而成的,这些亲脂性的探针选择性较差,无法区分脂滴和细胞内其它亲脂性环境。为了解决这一问题,基于脂滴独特的单层膜界面结构,我们首次提出利用界面靶向策略设计脂滴专一性探针。通过将阳离子合理地引入到亲脂性荧光团（NBD）,设计合成了两亲性荧光探针。其NBD部分能够通过强疏水相互作用完全嵌入脂滴的无水内核,同时阳离子部分能够通过静电相互作用精确地定位在磷脂单层的极性壳上。这种界面靶向的方式实现了两亲性探针对脂滴超高选择性,并实现了脂滴的高保真成像。利用界面靶向探针,我们成功监测了细胞中脂滴大小、形态方面的变化,并进一步在双光子显微镜下观察到肝组织的异常。因此界面靶向探针有望用于脂肪肝的早期检测。在上述界面靶向脂滴探针研究的基础上,本论文进一步研制了双色、同时区分成像脂滴和内质网的单分子双靶标荧光探针。作为细胞内一种新兴的高度动态的细胞器,脂滴不仅具有其独立的功能,而且与细胞内多种细胞器相互作用,构成了细胞器互作网络的重要部分。特别地,脂滴与内质网的关系十分密切,目前一种主流的观点认为脂滴源于内质网,因此研究脂滴和内质网的相互作用对于理解脂滴生物学以及解析细胞器互作网络具有十分重要的意义。但是目前通过电子显微镜或脂滴蛋白质组方法都无法在活细胞中揭示二者之间的互作关系。而利用分别染色两种细胞器的荧光探针组合虽然可以实现两种细胞器的同时观测,但同时也会带来一系列问题,包括不同步的光响应、复杂的染色过程以及增大的细胞毒性。为了解决这些问题,开发可双色、同时区分成像活细胞内脂滴和内质网的单分子双靶标荧光探针势在必行,目前这类探针还尚未见报道。在本论文中,我们充分利用了脂滴和内质网水含量不同的本征区别,以具有激发态分子内质子转移（ESIPT）性质的3-羟基黄酮作为平台研发了对水含量变化极为敏感的探针。在水含量较多的内质网上,ESIPT过程受到抑制,探针发出了短波长的荧光,而在无水的脂滴中,ESIPT过程的发生使得探针主要发出了长波长的荧光。因此首次实现了利用单一荧光探针双色、同时区分成像脂滴和内质网的目标。利用这类探针,我们也对脂滴和内质网的相互作用进行了初步的探究,发现新生的脂滴位于内质网区域,且与内质网具有相似的荧光颜色,这为脂滴源于内质网的科学假说提供了新的依据。在设计和研发荧光染料或探针时,首先需要考虑它们对活细胞可交付性。但是细胞质膜严格的选择性使怎样把外来荧光染料无损的交付到活细胞中成为一项具有挑战性的工作。为此,人们开发了诸如微注射、透膜剂、脂质体等各种方法。但是这些方法都需要直接对活细胞进行强制性处理,造成了不可逆的破坏。相比以上方法,AM酯负载技术不再通过处理细胞来增大透膜性,而是通过酯化染料分子使其透膜。但是这一方法也存在自身的局限性,只适合用于改造含有羟基或羧基的荧光染料。而且由于AM酯易被脂肪族胺裂解,要求细胞培养基中不能含有氨基酸,也不能含有初级或者次级胺。在本论文中,我们首次提出利用侧链工程策略调控分子的膜吸附/解离过程来改善其交付性。基于苯乙烯基吡啶盐构架,我们合成了一系列含有不同长度烷基侧链的染料。系统的实验和理论研究表明随着烷基链长度的增加,分子的透膜能力先增强后降低。在合适长度时,染料的透膜性得到显着提高,可在30 s内完成细胞质交付。超好的透膜性也使得lnM的超低浓度成像和组织的深层成像成为可能。此外,利用这一策略,通过修饰合适长度的烷基侧链,我们也成功改造了一类无法透膜的分子,使之能够顺利进入活细胞。该策略简单易行,不会对细胞造成破坏,而且具有一定的普适性,因此可作为显着改善荧光染料透膜性的首选方法。在上述侧链工程策略研究的基础上,我们发现苯乙烯基吡啶盐构架具有优异的荧光性质,可以作为与荧光素、罗丹明类似的荧光探针平台。因此基于该分子骨架,我们旨在开发尽可能多的荧光探针。通过调控苯乙烯基吡啶盐构架的侧链长度,我们进一步发现侧链长度不仅会影响染料分子的透膜性,同时也会影响其插入磷脂双分子层的深度。当烷基侧链长度在6-10之间,探针具有极好的透膜性,能够以lnM的超低浓度着色线粒体,有效避免了聚集诱导淬灭问题;同时其荧光强度强烈地依赖于MMP,因此可实时原位监控MMP的变化。当烷基链长度在12-14时,探针不仅能够通过静电作用靶向线粒体,而且与线粒体内膜脂双层之间还存在强的疏水作用,因此这些探针不受MMP的影响,可用于长期追踪线粒体。当烷基链长度为18时,探针能够稳定地绑定在细胞质膜上;同时其分子量小、优异的双光子红光发射的特点有利于深层组织成像,能够清晰地显示大鼠骨骼肌组织中细胞质膜的精细结构。因此,基于苯乙烯基吡啶盐构架,我们研制了超低浓度的线粒体膜电位（MMP）探针、非反应型的线粒体追踪剂以及成像组织的细胞质膜探针。综上,从基础研究的角度,本论文提出了利用靶标独特的结构特征及不同靶标之间的本征区别设计荧光探针的新策略,对未来新靶标探针的设计具有启发性;而且提出了利用侧链工程策略调控荧光染料透膜性,解决了荧光染料交付性的基本问题。从应用研究角度,本论文研发的荧光探针将有助于生物学家和医学工作者对脂滴及其互作网络、以及线粒体和细胞膜的深入研究。
牛瑞鹏[10]（2019）在《芘类衍生物的光学非线性研究》文中认为芘基是构建π共轭衍生物的基础,π共轭体系对材料的光学非线性具有十分显着的调制作用。芘类衍生物具有丰富的离域π电子,分子极化程度高,并且在可见光区域具有高的线性透过率。此外,通过适当设计的芘类衍生物可应用于生物探针,激光染料,有机发光二极管和光限幅等领域,具有广泛的应用前景,因而得到研究者们的青睐。本文研究了两种D-π-A结构的新型共轭芘衍生物（C1和C2）的非线性光学特性和超快动力学过程。利用Z扫描测试方法,系统研究了两个芘衍生物在飞秒（515-700 nm）、皮秒（532 nm）和纳秒（532 nm）时域下的非线性吸收性质,实验发现C1和C2在不同脉宽激发下均实现了由双光子吸收和激发态吸收共同作用的反饱和吸收,并且在飞秒脉冲下具有宽波段的反饱和吸收性质。量子化学计算的结果表明,C1和C2在HOMO-LUMO激发下有两种机制同时存在:分子内电荷转移（触发了非线性光学响应）和π-π*跃迁。结合实验结果,认为位于芘基团中的π-π*跃迁有助于增大该类衍生物的非线性光学响应。此外,利用飞秒时间分辨的瞬态吸收谱研究了两个芘类衍生物的超快动力学过程,激发态吸收谱表明C1和C2的激发态吸收并不仅来自于一个激发态能级。通过对动力学曲线的数值拟合,确定了四个过程的衰变参数并提供了从局域激发态到电荷转移态的动力学信息。C1和C2具有宽波段的超快反饱和吸收性质并且可以响应多个激发脉冲（fs、ps和ns）,表明这两种芘类衍生物是重要的光电子和光限幅应用的潜在候选者。本文具体分析了两个样品的超快动力学过程并揭示了芘基上的π-π*跃迁对该类衍生物非线性光学特性的影响规律,为未来设计高性能共轭分子和研究有机材料的光物理过程提供了理论支持。
二、吡啶盐衍生物双光子吸收性质的理论研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、吡啶盐衍生物双光子吸收性质的理论研究（论文提纲范文）
（2）高性能有机小分子双光子荧光探针的发光机理及性质的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 双光子吸收材料的发展和应用 |
| 1.2 有机小分子双光子荧光探针的研究简述 |
| 1.2.1 香豆素类有机小分子双光子荧光探针 |
| 1.2.2 BODIPY类有机小分子双光子荧光探针 |
| 1.2.3 荧光素和罗丹明类有机小分子双光子荧光探针 |
| 1.3 本论文的选题背景和主要内容 |
| 第二章 理论基础和计算方法 |
| 2.1 光物理基过程基本假设和原理 |
| 2.1.1 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.1.2 Frank-Condon原理 |
| 2.1.3 Fermi黄金规则 |
| 2.2 单光子吸收原理 |
| 2.3 双光子吸收原理 |
| 2.4 激发态辐射跃迁速率 |
| 2.5 激发态无辐射跃迁速率 |
| 2.5.1 内转换跃迁速率 |
| 2.5.2 系间窜越速率 |
| 第三章 侧链取代基对次氯酸双光子荧光探针光学性质的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 电子结构和单光子吸收 |
| 3.3.2 荧光性质和发光机理 |
| 3.3.3 双光子吸收性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 分子对称性对阳离子型核酸双光子荧光探针光学性质的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 单光子吸收和荧光发射性质 |
| 4.3.2 荧光发光效率和发光机理分析 |
| 4.3.3 双光子吸收性质 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 分子骨架π扩展方式对比率型过氧化氢双光子荧光探针光学性质的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 单光子吸收和荧光发射性质 |
| 5.3.2 荧光发光效率和发光机理分析 |
| 5.3.3 双光子吸收性质 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 分子骨架杂化对比率型次氯酸双光子荧光和室温磷光探针光学性质的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）吡啶功能化的芘衍生物：对“位点效应”的影响及其生物成像应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 芘的应用研究发展史 |
| 1.1.1 芘的位点分类 |
| 1.1.2 芘的位点研究现状 |
| 1.1.3 现有的工作基础 |
| 1.2 荧光成像技术 |
| 1.3 本论文的主要内容 |
| 1.4 附录 |
| 参考文献 |
| 第二章 单取代吡啶-芘位置异构体: 合成,结构,光物理性质和理论研究 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 实验条件 |
| 2.2.1 合成和表征 |
| 2.2.2 光物理测试 |
| 2.2.3 单晶测试 |
| 2.2.4 电离能 |
| 2.2.5 理论计算 |
| 2.3 化合物合成与表征 |
| 2.3.1 合成路线与合成方法概述 |
| 2.3.2 化合物详细合成步骤 |
| 2.4 核磁共振氢谱分析 |
| 2.5 晶体结构 |
| 2.5.1 1-pPP,2-pPP,2-oPP和4-pPP的X衍射单晶数据 |
| 2.5.2 1-pPP,2-pPP、2-oPP和4-pPP的晶体数据分析 |
| 2.6 光物理性质 |
| 2.6.1 芘的光物理性质 |
| 2.6.2 1-pPP,2-pPP,2-oPP和4-pPP的光物理性质 |
| 2.6.3 1-pPP,2-pPP,2-oPP和4-pPP的溶剂效应 |
| 2.6.4 1-pPP和2-oPP的激基缔合物效 |
| 2.6.5 1-pPP,2-pPP和4-pPP的荧光寿命 |
| 2.6.6 1-pPP,2-pPP,2-oPP和4-pPP的固态发光性质 |
| 2.6.7 1-pPP,2-pPP,2-oPP和4-pPP的CIE分析 |
| 2.7 熔点分析 |
| 2.8 电离能和HOMO能级 |
| 2.9 理论计算 |
| 2.10 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 双取代吡啶-芘位置异构体: 合成,结构,光物理性质和理论研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验条件 |
| 3.2.1 合成和表征 |
| 3.2.2 光物理测试 |
| 3.2.3 单晶测试 |
| 3.2.4 电离能 |
| 3.2.5 理论计算 |
| 3.3 化合物合成与表征 |
| 3.3.1 合成路线与合成方法概述 |
| 3.3.2 化合物详细合成步骤 |
| 3.4 核磁共振氢谱分析 |
| 3.5 晶体结构 |
| 3.5.1 16-pPP,27-pPP,27-oPP,49-pPP,410-pPP和1368-pPPX衍射单晶数据 |
| 3.5.2 16-pPP,27-pPP,27-oPP,49-pPP,410-pPP和1368-pPP的晶体数据分析 |
| 3.6 光物理性质 |
| 3.6.1 16-pPP,27-pPP,49-pPP,410pPP和1368-pPP的光物理性质 |
| 3.6.2 16-pPP,27-pPP,49-pPP,410pPP和1368-pPP的溶剂效应 |
| 3.6.3 27-oPP的激基缔合物效应 |
| 3.6.4 16-pPP,27-pPP,27-oPP,49-pPP,410-pPP和1368-pPP的固态发光性质 |
| 3.6.5 16-pPP,27-pPP,27-oPP,49-pPP,410-pPP和1368-pPP的CIE分析 |
| 3.7 熔点分析 |
| 3.8 电离能和HOMO能级 |
| 3.9 理论计算 |
| 3.10 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 单、双取代的乙烯基吡啶-芘位置异构体: 合成,结构,光物理性质和理论研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验条件 |
| 4.2.1 合成和表征 |
| 4.2.2 光物理测试 |
| 4.2.3 单晶测试 |
| 4.2.4 电离能 |
| 4.2.5 理论计算 |
| 4.3 化合物合成和表征 |
| 4.3.1 合成路线和合成方法概述 |
| 4.3.2 化合物详细合成步骤 |
| 4.4 核磁共振氢谱分析 |
| 4.5 晶体结构 |
| 4.5.1 16-dpPP,16-doPP,27-dpPP,27-doPP,49-dpPP,1368-dpPP和1368-doPP的X衍射单晶数据 |
| 4.5.2 16-dpPP,16-doPP,27-dpPP,27-doPP,49-dpPP,1368-dpPP和1368-doPP的晶体数据分析 |
| 4.6 光物理性质 |
| 4.6.1 16-dpPP,27-dpPP,49-dpPP的光物理性质分析 |
| 4.6.2 27-pPP和27-doPP的光物理性质分析 |
| 4.6.3 取代基数目对化合物的光物理性质分析 |
| 4.6.4 荧光寿命分析 |
| 4.6.5 溶剂效应分析 |
| 4.6.6 氢离子响应分析 |
| 4.6.7 双光子光物理性质分析 |
| 4.7 电离能和HOMO能级 |
| 4.8 理论计算 |
| 4.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 长链乙烯基吡啶-芘盐位置异构体: 合成,结构,光物理性质、理论研究及其在生物成像中的应用 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 实验条件 |
| 5.2.1 合成和表征 |
| 5.2.2 光物理测试 |
| 5.2.3 单晶测试 |
| 5.2.4 电离能 |
| 5.2.5 理论计算 |
| 5.2.6 生物成像 |
| 5.3 化合物合成和表征 |
| 5.4 晶体结构 |
| 5.4.1 1-dpPP-8,1-doPP-8的X衍射单晶数据 |
| 5.4.2 1-dpPP-8,1-doPP-8的晶体数据分析 |
| 5.5 光物理性质 |
| 5.5.1 单光子物理性质 |
| 5.5.2 溶剂效应分析 |
| 5.5.3 极性效应分析 |
| 5.5.4 荧光寿命 |
| 5.5.5 双光子物理性质 |
| 5.6 电离能和HOMO能级 |
| 5.7 理论计算 |
| 5.8 生物成像 |
| 5.8.1 单光子细胞成像 |
| 5.8.2 单光子组织成像 |
| 5.8.3 双光子组织成像 |
| 5.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 苯硼酸酯-乙烯基吡啶-芘盐位置异构体: 合成,光物理性质、理论研究及其在生物成像中的应用 |
| 6.1 背景介绍 |
| 6.2 实验条件 |
| 6.3 化合物合成和表征 |
| 6.4 化合物光物理性质分析 |
| 6.4.1 单光子物理性质 |
| 6.4.2 溶剂效应分析 |
| 6.4.3 极性效应分析 |
| 6.4.4 荧光寿命 |
| 6.4.5 双光子物理性质 |
| 6.4.6 H_2O_2响应性分析 |
| 6.5 电离能和HOMO能级 |
| 6.6 理论计算 |
| 6.7 生物成像 |
| 6.7.1 单光子细胞成像 |
| 6.7.2 单光子组织成像 |
| 6.7.3 双光子组织成像 |
| 6.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 有待开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间取得的成果 |
| 附录 主要化合物的表征图谱 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）D-A型刚性炔基共轭芳胺分子的设计合成、光性能及应用研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Donor-Acceptor型共轭分子概述 |
| 1.2 光诱导电子转移 |
| 1.3 炔基共轭的D-A型分子 |
| 1.3.1 炔基共轭的D-A型分子在有机半导体材料中的应用 |
| 1.3.2 炔基共轭的D-A型分子在荧光识别中的应用 |
| 1.3.3 炔基共轭的D-A型分子在双光子吸收材料的应用 |
| 1.3.4 炔基共轭的D-A型分子在单光子光聚合中的应用 |
| 1.4 芳胺类化合物概述 |
| 1.5 论文研究目的和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 D-A型刚性炔基共轭芳胺分子的设计合成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 中间产物的合成 |
| 2.2.2.1 炔基取代的咔唑衍生物的合成 |
| 2.2.2.2 炔基取代的吩唾嗪衍生物的合成 |
| 2.2.2.3 炔基取代的三苯胺衍生物的合成 |
| 2.2.2.4 4-溴二苯砜和2-溴-9-噻吨酮的合成 |
| 2.2.3 基于二苯砜的A-π-D-π-A型分子的合成 |
| 2.2.4 基于二苯甲酮的A-π-D-π-A及D-π-A型分子的合成 |
| 2.2.5 基于噻吨酮的A-π-D-π-A及D-π-A型分子的合成 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于二苯砜的D-A型刚性炔基共轭芳胺分子的光物理性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器 |
| 3.2.2 UV-vis吸收光谱测定 |
| 3.2.3 单光子激发荧光光谱测定 |
| 3.2.4 双光子激发荧光光谱的测定及双光子吸收截面的计算 |
| 3.2.5 理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 DSOs的紫外-可见吸收光谱 |
| 3.3.2 DSOs的UV-vis吸收光谱的溶剂化效应 |
| 3.3.3 DSOs的单光子激发荧光性能及溶剂化效应 |
| 3.3.4 DSOs的荧光衰减光谱性能 |
| 3.3.5 理论计算 |
| 3.3.6 DSOs的双光子吸收性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 DSOs的光诱导电子转移性能和在光聚合中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 单光子光聚合实验 |
| 4.2.3 双光子光聚合实验 |
| 4.2.4 稳态光解实验 |
| 4.2.5 荧光猝灭实验 |
| 4.2.6 电化学测试 |
| 4.2.7 电子顺磁共振-自旋捕捉实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 DSOs/ION和DSOs/SON体系光聚合研究 |
| 4.3.2 DSOs与碘鎓盐光诱导电荷转移研究 |
| 4.3.2.1 DSOs的光稳定性研究 |
| 4.3.2.2 DSOs/ION的稳态光解 |
| 4.3.2.3 荧光猝灭实验 |
| 4.3.2.4 DSOs/ION的光诱导电子转移过程Gibbs自由能的变化 |
| 4.3.2.5 电子顺磁共振-自旋捕捉实验 |
| 4.3.3 DSOs在双光子光聚合中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于二苯甲酮的D-A型刚性炔基共轭分子的光诱导电子转移性质及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与仪器 |
| 5.2.2 实验方案 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 BPs的紫外-可见吸收光谱及溶剂化效应 |
| 5.3.2 BPs的单光子激发荧光性能及溶剂化效应 |
| 5.3.3 BPs的荧光衰减光谱性能 |
| 5.3.4 理论计算 |
| 5.3.5 BPs的双光子激发荧光光谱 |
| 5.3.6 BPs的光稳定性研究 |
| 5.3.7 BPs/ION的稳态光解性能研究 |
| 5.3.8 BPs在自由基光聚合中的应用研究 |
| 5.3.9 BPs/ION引发自由基光聚合机理 |
| 5.3.9.1 荧光猝灭实验 |
| 5.3.9.2 DBPs的瞬态吸收光谱 |
| 5.3.9.3 BPs的光诱导电子转移过程Gibbs自由能的变化 |
| 5.3.9.4 电子顺磁共振-自旋捕捉实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于噻吨酮的D-A型刚性炔基共轭分子的光诱导电荷转移性质及在光聚合中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 TXs的UV-Vis吸收光谱及溶剂化效应 |
| 6.3.2 TXs的单光子激发荧光性能及溶剂化效应 |
| 6.3.3 理论计算 |
| 6.3.4 TXs的双光子激发荧光光谱 |
| 6.3.5 TXs的光化学性能研究 |
| 6.3.5.1 TXs的光稳定性 |
| 6.3.5.2 TXs/ION的稳态光解 |
| 6.3.6 TXs在自由基光聚合中的应用研究 |
| 6.3.7 TXs与ION间光诱导电子转移 |
| 6.3.7.1 DTXs的瞬态吸收光谱 |
| 6.3.7.2 荧光猝灭实验 |
| 6.3.7.3 电化学及Gibbs自由能变化 |
| 6.3.7.4 电子顺磁共振-自旋捕获实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 D-A型刚性炔基共轭芳胺分子/BPO引发体系在光聚合中的应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 结果与讨论 |
| 7.2.1 D-A分子/BPO体系的稳态光解 |
| 7.2.1.1 DSOs/BPO体系的稳态光解 |
| 7.2.1.2 BPs/BPO体系的稳态光解 |
| 7.2.1.3 TXs/BPO体系的稳态光解 |
| 7.2.2 D-A型分子/BPO体系光引发性能研究 |
| 7.2.3 D-A分子/BPO光诱导电子转移机理研究 |
| 7.2.3.1 荧光猝灭 |
| 7.2.3.2 电子顺磁共振-自旋捕获实验 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 结论与创新点 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 附录 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）有机电荷转移共晶的设计、组装及光电功能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高质量的有机共晶的可控制备 |
| 1.2.1 常见有机共晶的堆积方式 |
| 1.2.2 常见有机共晶的制备方法 |
| 1.2.3 常见的有机共晶给受体单元 |
| 1.3 有机共晶的电荷转移特性 |
| 1.3.1 常见的电荷转移特性的表征手段 |
| 1.3.2 电荷转移程度的定量计算 |
| 1.3.3 电荷转移特性与性能的关系 |
| 1.4 有机电荷转移共晶的光电性质 |
| 1.4.1 双极性传输性质 |
| 1.4.2 可调发射性质 |
| 1.4.3 刺激响应特性 |
| 1.5 本论文的选题依据及意义 |
| 第2章 有机电荷转移共晶的热活化延迟荧光现象 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和材料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 TSB-TCNB共晶的设计制备及结构表征 |
| 2.3.2 TSB-TCNB共晶的电荷转移特性 |
| 2.3.3 TSB-TCNB共晶的热活性延迟荧光现象及实验论证 |
| 2.3.4 TSB-TCNB共晶的热活性延迟荧光现象理论计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 有机电荷转移共晶的双光子吸收性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和材料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Spe-TCNB共晶的的设计制备及结构表征 |
| 3.3.2 Spe-TCNB共晶的电荷转移特性 |
| 3.3.3 Spe-TCNB共晶的非线性光学性质:双光子吸收性质 |
| 3.3.4 其他共晶的双光子吸收性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 有机电荷转移共晶酸碱刺激的光学开关 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和材料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 共晶Spe-TCNB在外界酸碱刺激下的可逆光学性质调控 |
| 4.3.2 单体Spe在外界酸刺激条件下的非线性光学开关行为 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）基于羟苯基多烯吡啶盐骨架发展双光子荧光探针检测醌氧化还原酶和硫氧还蛋白还原酶（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 缩略语表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 小分子酶荧光探针设计策略 |
| 1.2.1 底物型酶荧光探针 |
| 1.2.2 非底物型酶荧光探针 |
| 1.2.3 小分子酶荧光探针的荧光信号转换机制设计 |
| 1.2.4 酶荧光探针其他特点 |
| 1.3 氧化还原酶在疾病中的检测方法 |
| 1.4 NAD(P)H:醌氧化还原酶(NQO1) |
| 1.4.1 NQO1的介绍 |
| 1.4.2 NQO1荧光探针 |
| 1.4.3 底物型NQO1荧光探针 |
| 1.4.4 非底物型NQO1荧光探针 |
| 1.5 硫氧还蛋白酶(TrxR) |
| 1.5.1 硫氧还蛋白酶的介绍 |
| 1.5.2 底物型TrxR荧光探针 |
| 1.5.3 非底物型TrxR荧光探针 |
| 1.6 双光子吸收截面 |
| 1.7 论文选题依据及拟解决科学问题 |
| 参考文献 |
| 第二章 发展推拉结构的羟苯基多烯吡啶盐荧光团用于比率型检测线粒体NQO1的双光子荧光探针 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 荧光团和探针的合成以及筛选 |
| 2.2.2 确定比率型荧光探针QBMP用于选择性检测NQO1 |
| 2.2.3 机理研究 |
| 2.2.4 细胞毒活性和亚细胞器定位研究 |
| 2.2.5 生物应用:区分癌细胞和正常细胞 |
| 2.2.6 生物应用:揭示在PD中降低的NQO1 活性以及发展NQO1诱导剂作为神经保护试剂 |
| 2.2.7 双光子在组织成像中的应用 |
| 2.3 本章小结 |
| 2.4 方法和材料 |
| 2.4.1 实验材料 |
| 2.4.2 主要仪器 |
| 2.5 实验方法 |
| 2.5.1 探针的合成以及谱图数据 |
| 2.5.2 探针的紫外和荧光光谱 |
| 2.5.3 探针的动力学实验 |
| 2.5.4 细胞培养 |
| 2.5.5 细胞毒活性实验 |
| 2.5.6 细胞荧光成像 |
| 2.5.7 荧光量子产率测定 |
| 2.5.8 双光子吸收截面的测定 |
| 2.5.9 组织成像 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于羟苯基多烯吡啶盐骨架设计比率型双光子荧光探针用于检测和成像活细胞中TrxR活性 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 探针的合成 |
| 3.2.2 紫外-可见光谱分析 |
| 3.2.3 探针的荧光光谱性质 |
| 3.2.4 探针DSMP的光谱性质研究 |
| 3.2.6 探针的细胞毒活性研究 |
| 3.2.7 线粒体靶向实验 |
| 3.2.8 特异性检测细胞内的TrxR2 |
| 3.2.9 生物应用:揭示在PD中降低的TrxR活性 |
| 3.3 小结 |
| 3.4 仪器和试剂 |
| 3.4.1 实验材料 |
| 3.4.2 主要仪器 |
| 3.5 实验方法 |
| 3.5.1 探针的合成及其波谱数据 |
| 3.5.2 探针的紫外和荧光光谱 |
| 3.5.3 细胞培养 |
| 3.5.4 细胞毒活性实验(MTT) |
| 3.5.5 细胞荧光成像 |
| 参考文献 |
| 第四章 全文总结及其展望 |
| 4.1 全文总结 |
| 4.2 工作展望 |
| 部分化合物谱图 |
| 致谢 |
（7）花色素类荧光染料的性能调控及其成像应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 双光子荧光概述 |
| 1.3 双光子荧光染料的典型结构 |
| 1.3.1 偶极分子 |
| 1.3.2 四极分子 |
| 1.3.3 八极分子 |
| 1.3.4 三苯胺衍生物 |
| 1.3.5 卟啉衍生物 |
| 1.4 双光子荧光探针的构建 |
| 1.5 NTR荧光探针研究进展 |
| 1.5.1 NTR简介 |
| 1.5.2 基于硝基直接还原为氨的NTR荧光探针研究进展 |
| 1.5.3 基于多米诺分解反应的NTR荧光探针研究进展 |
| 1.6 pH荧光探针的研究进展 |
| 1.6.1 pH的生理意义 |
| 1.6.2 线粒体靶向pH荧光探针的研究进展 |
| 1.6.3 溶酶体靶向pH荧光探针的研究进展 |
| 1.6.4 高尔基体靶向pH荧光探针的研究进展 |
| 1.7 本文构思 |
| 第2章 基于花色素的长波长双光子荧光染料设计、合成与性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 设计思路 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 仪器和试剂 |
| 2.3.2 化合物LDOH-1-4、Ctrl-1-2 的合成与表征 |
| 2.3.3 染料光谱测试溶液的制备 |
| 2.3.4 荧光量子产率的测定 |
| 2.3.5 pKa的测定 |
| 2.3.6 化合物光稳定性的测定 |
| 2.3.7 双光子吸收截面的测定 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 化合物结构与光学性能的研究 |
| 2.4.2 化合物LDOH-4光稳定性的测试 |
| 2.4.3 化合物LDOH-4双光子吸收截面的测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于花色素的低背景硝基还原酶荧光探针的设计、合成与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 设计思路 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 仪器与试剂 |
| 3.3.2 探针的合成以及表征 |
| 3.3.3 探针光谱测试溶液的制备 |
| 3.3.4 探针检测限计算 |
| 3.3.5 探针细胞毒性研究 |
| 3.3.6 乏氧细胞内生NTR的荧光成像研究 |
| 3.3.7 肿瘤小鼠内源性NTR的可视化研究 |
| 3.3.8 肿瘤组织内源性NTR的荧光成像研究 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 探针对NTR响应的体外光谱分析 |
| 3.4.2 抑制剂对探针响应的影响 |
| 3.4.3 探针选择性研究 |
| 3.4.4 温度和pH对探针响应的影响 |
| 3.4.5 探针对硝基还原酶响应机理研究 |
| 3.4.6 乏氧细胞内生NTR的荧光成像研究 |
| 3.4.7 肿瘤小鼠内源性NTR的可视化研究 |
| 3.4.8 肿瘤组织内源性NTR荧光成像研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于花色素的线粒体靶向近红外高灵敏pH荧光探针的设计、合成与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计思路 |
| 4.3 实验部分 |
| 4.3.1 仪器与试剂 |
| 4.3.2 化合物NIR-OH-1-2和NIR-Ctrl-1-2 的合成与表征 |
| 4.3.3 化合物测试溶液的制备 |
| 4.3.4 荧光量子产率和pKa计算 |
| 4.3.5 探针细胞毒性研究 |
| 4.3.6 探针共定位成像研究 |
| 4.3.7 化合物光稳定性的测定 |
| 4.3.8 探针的双光子性质及最佳激发波长探究 |
| 4.3.9 探针在不同pH环境下的细胞成像研究 |
| 4.3.10 CCCP诱导下的细胞成像研究 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 化合物结构与光学性质的研究 |
| 4.4.2 探针的可逆性以及选择性研究 |
| 4.4.3 探针细胞毒性研究 |
| 4.4.4 探针共定位成像研究 |
| 4.4.5 探针NIR-OH-1光稳定性的测试 |
| 4.4.6 探针的双光子性质及最佳激发波长探究 |
| 4.4.7 探针在不同pH环境下的细胞成像研究 |
| 4.4.8 CCCP诱导细胞线粒体pH变化的定量监测 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B 部分化合物的谱图 |
| 致谢 |
（8）基于菁染料衍生物的阳离子荧光染料的设计、合成与应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 荧光的发展历程 |
| 1.2 荧光染料的特征 |
| 1.3 光致发光的机理以及能量的转换 |
| 1.3.1 光子的吸收 |
| 1.3.2 能量的消耗 |
| 1.4 荧光染料的分类 |
| 1.4.1 香豆素及其衍生物 |
| 1.4.2 1,8-萘酐及其衍生物 |
| 1.4.3 罗丹明及其衍生物 |
| 1.4.4 偶氮类荧光染料 |
| 1.5 菁染料和高分子荧光染料的研究进展 |
| 1.5.1 菁染料的介绍 |
| 1.5.2 菁染料的制备方法 |
| 1.5.3 菁染料的发展 |
| 1.5.5 高分子荧光染料的研究进展 |
| 1.6 化学模拟计算方法 |
| 1.6.1 Gaussian计算方法 |
| 1.6.2 HSPiP计算方法 |
| 1.6.3 ECOSAR计算方法 |
| 1.7 研究内容与创新 |
| 1.7.1 研究目的及意义 |
| 1.7.2 研究内容和方法 |
| 1.7.3 创新点 |
| 第二章 环境友好型纺织用荧光染料的模拟与选择 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 模拟和筛选方法 |
| 2.2.1 模拟计算方法 |
| 2.2.2 选择方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 荧光强度与荧光量子产率 |
| 2.3.2 荧光量子产率的影响因素 |
| 2.3.3 荧光染料的毒性分析 |
| 2.3.4 染料对织物的亲和力分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 苯乙烯吡啶盐荧光染料的模拟、合成、表征以及应用 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验与模拟 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 模拟与测试方法 |
| 3.2.3 实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 DYE-BD的表征 |
| 3.3.2 反应的焓与吉布斯自由能的变化 |
| 3.3.3 合成过程的生物毒性分析 |
| 3.3.4 DYE-BD的荧光性能 |
| 3.3.5 荧光过程中的能量变化 |
| 3.3.6 DYE-BD的染色性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 纺织用环保、耐光苯乙烯吡啶盐荧光染料的设计、合成及应用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验与模拟 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验路线的设计 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 设计路线的可行性分析 |
| 4.3.2 计算模拟方法 |
| 4.3.3 Z2与Z5的制备与表征 |
| 4.3.4 Z2与Z5的表征与应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 接枝大分子半花菁荧光染料的合成与应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验材料与仪器 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 接枝大分子荧光染料的合成与表征 |
| 5.3.2 小分子荧光染料的荧光性能与应用 |
| 5.3.3 接枝大分子荧光染料的荧光性能与应用 |
| 5.3.4 接枝大分子荧光染料的耐光牢度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 共聚大分子半花菁荧光染料的合成与应用 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验材料与设备 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 实验仪器与设备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 小分子荧光染料的合成与表征 |
| 6.3.2 荧光染料B的荧光性能 |
| 6.3.3 荧光染料的溶剂化效应 |
| 6.3.4 小分子荧光染料的染色性能 |
| 6.4 大分子荧光染料的制备 |
| 6.4.1 大分子荧光染料制备与表征 |
| 6.4.2 大分子荧光染料的荧光性能分析 |
| 6.4.3 大分子荧光染料的耐光牢度 |
| 6.5 荧光纤维的制备 |
| 6.5.1 P-B-MMA和P-B-MMA-HEMA的制备 |
| 6.5.2 P-B-MMA和P-B-MMA-HEMA荧光纤维的制备 |
| 6.5.3 P-B-MMA和P-B-MMA-HEMA的表征与荧光性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间本人公开发表的论文 |
| 附录 |
| 致谢 |
（9）界面靶向型脂滴与双色型脂滴/内质网荧光探针研制及侧链工程策略调控染料透膜性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 引言 |
| 1.1 荧光简介 |
| 1.1.1 荧光现象 |
| 1.1.2 Jablonski图 |
| 1.1.3 荧光发射的特点 |
| 1.1.4 荧光传感机理 |
| 1.1.5 荧光成像技术 |
| 1.2 荧光探针的设计及分类 |
| 1.2.1 荧光探针的设计原则 |
| 1.2.2 单靶标开关型荧光探针 |
| 1.2.3 单靶标双色比率型荧光探针 |
| 1.2.4 双靶标开关型荧光探针 |
| 1.2.5 双靶标双色型荧光探针 |
| 1.3 脂滴荧光探针的研究进展 |
| 1.3.1 脂滴简介及成像脂滴的意义 |
| 1.3.2 脂滴荧光探针的研究现状 |
| 1.4 荧光染料透膜方法的研究进展 |
| 1.4.1 高透膜性染料的重要意义 |
| 1.4.2 现有透膜方法存在的问题 |
| 1.5 本论文的主要内容和创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 探针的合成、表征及通用的实验方法 |
| 2.1 界面靶向型脂滴探针的合成与表征 |
| 2.1.1 对照分子N-Cn(N-C_2到N-C_(12))的合成与表征 |
| 2.1.2 探针N-Cy的合成与表征 |
| 2.1.3 探针N-Py的合成与表征 |
| 2.2 双色、同时区分成像脂滴和内质网的单分子双靶标荧光探针的合成与表征 |
| 2.2.1 探针PPC的合成与表征 |
| 2.2.2 探针EPC的合成与表征 |
| 2.2.3 对照分子MNC的合成与表征 |
| 2.3 用于调控分子透膜性的两个系列染料的合成与表征 |
| 2.3.1 十二个荧光染料SPs(SP-1到SP-22)的合成与表征 |
| 2.3.2 六个荧光染料9E-BMVCs(9E-BMVC1到9E-BMVC12)的合成与表征 |
| 2.4 细胞质膜探针TSP的合成与表征 |
| 2.5 通用的实验方法 |
| 2.5.1 光物理性质的测试方法 |
| 2.5.2 光物理学性质的计算方法 |
| 2.5.3 分子前线轨道计算方法 |
| 2.5.4 细胞培养和染色方法 |
| 2.5.5 细胞毒性的测试方法 |
| 2.5.6 实彩成像和原位光谱的获取方法 |
| 2.5.7 免疫荧光染色法 |
| 2.5.8 组织提取和染色方法 |
| 2.5.9 荧光成像法 |
| 第三章 基于界面靶向策略研制脂滴荧光探针 |
| 引言 |
| 3.1 界面靶向型脂滴探针的设计思路 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 去除细胞内脂滴的方法 |
| 3.2.2 免疫荧光染色法 |
| 3.2.3 组织切片和染色方法 |
| 3.3 对照分子N-Cn的光物理学性质和生物成像 |
| 3.3.1 探针N-Cn的光物理学性质 |
| 3.3.2 探针N-Cn的细胞成像对比 |
| 3.4 界面靶向型探针(N-Cy和N-Py)的分子前线轨道及光物理学性质 |
| 3.5 探针(N-Cy和N-Py)的细胞毒性测试及活细胞染色 |
| 3.6 探针(N-Cy和N-Py)专一成像脂滴的证明 |
| 3.6.1 相差成像对比 |
| 3.6.2 体内、体外原位光谱对比 |
| 3.6.3 化学法去除脂滴 |
| 3.6.4 生物共定位实验及免疫荧光成像 |
| 3.7 界面靶向型探针专一成像脂滴的机理探讨 |
| 3.8 探针N-Cy的最佳染色条件及专一监测细胞内脂滴的变化 |
| 3.8.1 探针N-Cy染色细胞的最佳条件 |
| 3.8.2 探针N-Cy的光稳定性和通用性 |
| 3.8.3 探针N-Cy专一监测细胞内脂滴的变化 |
| 3.9 探针N-Cy的双光子组织成像及脂肪肝检测 |
| 3.9.1 探针N-Cy双光子成像组织切片中的脂滴 |
| 3.9.2 探针N-Cy用于脂肪肝检测 |
| 3.10 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 双色、同时成像脂滴/内质网的单分子双靶标荧光探针 |
| 引言 |
| 4.1 脂滴/内质网单分子双靶标探针的设计思路 |
| 4.2 光物理学性质 |
| 4.2.1 探针PPC、EPC和MNC的最优分子构型计算 |
| 4.2.2 探针PPC、EPC和MNC的光物理学性质 |
| 4.2.3 探针PPC、EPC和MNC对水含量变化的敏感性测试 |
| 4.3 细胞实彩成像及复染实验 |
| 4.3.1 探针PPC、EPC和对照分子MNC的细胞实彩成像 |
| 4.3.2 探针PPC和EPC的复染实验 |
| 4.4 细胞毒性 |
| 4.5 探针PPC、EPC同时双色区分成像多种细胞的脂滴和内质网 |
| 4.6 探针PPC、EPC同时双色区分成像多种组织的脂滴和内质网 |
| 4.7 探针PPC、EPC揭秘脂滴和内质网的生物学关系 |
| 4.7.1 实彩成像揭示新生脂滴源于内质网 |
| 4.7.2 免疫荧光法证实新生脂滴源于内质网 |
| 4.8 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 侧链工程策略调控荧光染料的透膜性 |
| 引言 |
| 5.1 调控荧光染料透膜性的设计思路 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 荧光漂白后恢复法(FRAP) |
| 5.2.2 时间依赖的动力学分析法(TDDA) |
| 5.2.3 拉普拉斯变换过程 |
| 5.3 荧光母体的选择 |
| 5.4 不同侧链长度对荧光染料SPs化学性质的影响 |
| 5.5 不同侧链长度对荧光染料SPs透膜性的影响 |
| 5.5.1 染料SPs进入细胞的方式及其细胞内定位 |
| 5.5.2 TDDA法研究不同侧链长度对染料SPs透膜性的影响 |
| 5.5.3 FRAP法研究不同侧链长度对染料SPs透膜性的影响 |
| 5.5.4 建立物理模型定量计算染料SPs的交付速率常数 |
| 5.6 染料SPs不同透膜行为的机理探讨 |
| 5.7 超快透膜性的应用 |
| 5.7.1 超低浓度成像多种细胞类型 |
| 5.7.2 深度成像组织及活体 |
| 5.8 进一步验证侧链工程策略的可行性和普适性 |
| 5.9 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 调控苯乙烯基吡啶盐的侧链长度研制系列新型荧光探针 |
| 引言 |
| 6.1 系列新型荧光探针的设计思路 |
| 6.2 线粒体膜电位(MMP)依赖/非依赖型探针的初步研究 |
| 6.2.1 线粒体探针SP-1到SP-14在活细胞中的复染实验 |
| 6.2.2 线粒体探针SP-1到SP-14在固定细胞中的复染实验 |
| 6.3 超低浓度的MMP探针 |
| 6.3.1 探针SP-6、SP-8和SP-10浓度依赖的荧光淬灭效应 |
| 6.3.2 探针SP-6、SP-8和SP-10超低浓度细胞染色及光稳定性 |
| 6.3.3 探针SP-6、SP-8和SP-10超低浓度可逆监测MMP |
| 6.4 非反应型的线粒体追踪剂 |
| 6.4.1 探针SP-12和SP-14在长时间固定细胞中的复染实验 |
| 6.4.2 探针SP-12和SP-14追踪线粒体 |
| 6.4.3 探针SP-12和SP-14的细胞毒性和光稳定性 |
| 6.5 成像组织的细胞质膜探针 |
| 6.5.1 探针SP-18和TSP的光物理学性质 |
| 6.5.2 探针SP-18和TSP的单、双光子细胞成像及光稳定性 |
| 6.5.3 探针SP-18和TSP的双光子组织成像 |
| 6.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 工作展望:有待开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 附录 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（10）芘类衍生物的光学非线性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 非线性光学 |
| 1.1.1 非线性光学的基本概念 |
| 1.1.2 常见的非线性光学效应 |
| 1.2 有机共轭化合物的特征及光物理机制 |
| 1.2.1 有机共轭化合物的特征 |
| 1.2.2 有机共轭化合物的光物理机制 |
| 1.3 芘类衍生物的研究进展 |
| 1.4 本论文研究的主要内容与意义 |
| 第2章 芘类衍生物的表征及量子化学计算 |
| 2.1 芘类衍生物的制备 |
| 2.2 芘类衍生物的表征 |
| 2.2.1 核磁共振氢谱和碳谱 |
| 2.2.2 紫外可见吸收谱和荧光光谱 |
| 2.3 芘类衍生物的量子化学计算 |
| 2.3.1 优化结构分析 |
| 2.3.2 前线分子轨道计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 芘类衍生物的非线性光学性质研究 |
| 3.1 Z-scan技术介绍 |
| 3.2 芘类衍生物的Z-scan实验及机理研究 |
| 3.2.1 超快宽波段飞秒Z-scan实验 |
| 3.2.2 皮秒Z-scan实验 |
| 3.2.3 纳秒Z-scan实验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 芘类衍生物的超快动力学过程研究 |
| 4.1 飞秒瞬态吸收光谱装置 |
| 4.2 芘类衍生物的飞秒瞬态吸收谱分析 |
| 4.3 芘类衍生物的动力学曲线及能量转移过程分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
四、吡啶盐衍生物双光子吸收性质的理论研究（论文参考文献）
- [1]三联吡啶衍生物及铁/锰配合物的合成、多光子吸收及生物成像[D]. 房成剑. 安徽大学, 2021
- [2]高性能有机小分子双光子荧光探针的发光机理及性质的理论研究[D]. 郝雪丽. 吉林大学, 2021(01)
- [3]吡啶功能化的芘衍生物：对“位点效应”的影响及其生物成像应用[D]. 芦青. 山东大学, 2021(11)
- [4]D-A型刚性炔基共轭芳胺分子的设计合成、光性能及应用研究[D]. 贾小琴. 北京化工大学, 2020(01)
- [5]有机电荷转移共晶的设计、组装及光电功能研究[D]. 孙玲杰. 天津大学, 2020(01)
- [6]基于羟苯基多烯吡啶盐骨架发展双光子荧光探针检测醌氧化还原酶和硫氧还蛋白还原酶[D]. 杨永鹏. 兰州大学, 2020(01)
- [7]花色素类荧光染料的性能调控及其成像应用研究[D]. 彭蓉. 湖南大学, 2020(07)
- [8]基于菁染料衍生物的阳离子荧光染料的设计、合成与应用[D]. 汤松松. 苏州大学, 2019(06)
- [9]界面靶向型脂滴与双色型脂滴/内质网荧光探针研制及侧链工程策略调控染料透膜性研究[D]. 郭丽方. 山东大学, 2019(03)
- [10]芘类衍生物的光学非线性研究[D]. 牛瑞鹏. 黑龙江大学, 2019(02)