高效穩定的新型螢光染料的設計、合成與性能研究

《高效穩定的新型螢光染料的設計、合成與性能研究》是依託中南大學，由宋相志擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高效穩定的新型螢光染料的設計、合成與性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宋相志
• 依託單位：中南大學

項目摘要

單分子螢光檢測要求螢光染料具有良好的穩定性和高螢光效率，但目前最好的螢光染料也會發生光漂白或者氧化分解，嚴重影響了單分子螢光檢測技術的進一步發展。本項目以羅丹明螢光染料為前體，在對螢光淬滅機理和光漂白以及氧化分解過程的研究基礎上，揭示螢光染料的穩定性和螢光效率與分子結構之間的關係，設計合成含新穎的電子供體（雙環胺及衍生物、四甲基久羅尼定及衍生物）和大空間位阻的電子受體的活性螢光染料，從根本上解決單分子螢光檢測中螢光染料的穩定性和螢光效率問題，開發出具有良好的光穩定性、高螢光效率、螢光特性不受溫度溶劑及周圍環境的影響、吸收波長處於近紅外光譜區域（＞500nm）的新型螢光染料。本項目研究不僅可解決螢光染料的穩定性和螢光效率問題，還有助於加深對螢光染料構效關係的理解，為螢光染料的研究提供思路，為單分子螢光檢測技術的發展提供支持。

結題摘要

單分子螢光檢測要求螢光染料具有良好的穩定性和高螢光效率，但目前最好的螢光染料也會發生光漂白或者氧化分解，嚴重影響了單分子螢光檢測技術的進一步發展。本項目以羅丹明螢光染料為前體，通過合成了不同結構的羅丹明染料，研究了它們在不同溫度、不同溶液的光化學物理性質，揭示了螢光染料的穩定性和螢光效率與分子結構之間的關係。研究結果發現，扭曲分子內電荷轉移理論是導致螢光染料螢光淬滅的主要原因，引起羅丹明染料發生氧化的主要機理是胺基供體的氧化脫烷基導致的。在此研究發現的基礎上，設計了一系列221,321和331雙環胺基供體，測定了該系列羅丹明和oxazine染料的光物理化學性質，發現該系列螢光染料具有良好的穩定性，其中221和321系列螢光染料具有較高的螢光量子效率，適合生物螢光的套用。在本項目的研究基礎上，開發了多種螢光探針分子，用於氟離子、亞硫酸根離子的檢測，並進行了生物套用。本項目的研究加深了對螢光染料構效關係的理解，為螢光染料的研究提供思路，為單分子螢光檢測技術的發展提供支持。