硕士研究生开题报告(师大)PPT课件

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研究目标、内容
➢ 实验内容 一：基于ESIPT型荧光探针对铜离子和氟离子的双通道 检测
二：基于ESIPT机理的增强型铜离子荧光探针的合成与 应用
三：苯并噻唑类荧光探针对铜离子的高灵敏度高选择性 检测
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一：基于ESIPT型荧光探针对铜离子和氟离子的双通道检测 ➢Probe 1 设计原理图：
buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49) and in buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49)
solution at pH 7.4.
solution at pH 7.4. Cu2+ was added at a
detection limit: 1.6 × 10-9 M
350
Cu2+
Blank, other cations
400 450 500 550 Wavelength (nm)
Fig. 5. Fluorescence spectra of probe 2 (10 Fig. 6. Fluorescence intensities of probe 2 (10
µM) on addition of Cu2+ (0-10 µM) in µM) in the presence of other related metal ions
424.55
400 405 410 415 420 425
433.38 431.48
437.65
m/z 430 435
Fig. 1. Job’s plot for determining the stoichiometry of of probe 2 and Cu2+ in buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49) solution at pH 7.4. The total concentration of probes and Cu2+ was 10 µM.
xxx教授选题背景与意义选题背景与意义研究目标与内容研究目标与内容进度安排进度安排112233铜离子荧光探针的研究意义及进展铜离子荧光探针的研究意义及进展检测铜离子的意义
几种ESIPT型荧光探针的合成、表征及 其分析应用
姓 名：XXX
学 号：XXX
专 业：有机化学
-- 指导老师：XXX教授
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汇报提纲
20150108GU 2522 (25.414) Cm (2511:2526)
100
400.50
Scan ES+ 9.89e5
399.84
434.15 436.31
393.54 392.81
388.84 395.46
0 390 395
401.85
402.86
413.73 415.74
405.81
420.04
0.0 350 400 450 500 550 600
Wavelength (nm)
Fig. 7. Fluorescence spectra of probe 1 (10 µM) on addition of F- (0–150 µM) in buffered THF/PBS (v/v = 1:49) solution at pH 7.4.
350
Blank, other cations
Cu2+
400 450 500 550 Wavelength (nm)
Fig. 5. Fluorescence spectra of probe 1 (10 Fig. 6. Fluorescence intensities of probe 2 (10
µM) on addition of Cu2+ (0-10 µM) in µM) in the presence of other related metal ions
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➢对Cu2+线性、选择性研究：
Normalized Intensity
Normalized Intensity
Байду номын сангаас1.2
1.0
10 M
0.8
0.6
+ Cu2+
0.4
0.2
0
0.0 350 400 450 500 550
Wavelength (nm)
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
探针1本身具有强烈的荧光，与Cu2+反应螯合，导致ESIPT过程受阻从而荧光淬灭。同
时，由于探针1结构中存在分子内氢键，在一定的检测条件下，氟离子能夺取探针1酰
胺结构上的H，导致荧光淬灭，因此还能检--测溶液中的无机氟离子。
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➢Probe 1 合成路线：
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➢机理研究：
Normalized Intensity
concentration of 10 µM, and other cations (none; Cu2+; Pb2+; Na+; Ca2+; Mg2+; Fe2+; Mn2+;
Ag+; Cd2+; Zn2+; Ni2+; Fe3+; Co2+; Ba2+; Hg2+)
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were added at a concentration of 200 µM.
buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49) and in buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49)
solution at pH 7.4.
solution at pH 7.4. Cu2+ was added at a
Fig. 2. ESI-MS spectrum of the reaction products of probe 2 with Cu2+.
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➢条件考察
Normalized Intensity Normalized Intensity
1.02 0.96 0.90 0.84 0.78 0.72 0.66
能够很好的消除自身激发光的干扰。 --
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研究目标、内容
➢ 研究目标
选择具有ESIPT性能的苯并咪唑和苯并噻唑类荧光染料，用以合成几 种新型小分子荧光探针，实现对环境或活细胞中铜离子的高灵敏度高 选择性检测。
➢ 设计流程
①探针的设计与组装
②探针的合成与表征
③检测机理的研究
④检测条件的优化
⑤实际样品考察
设计铜离子荧光探针主要有如下几种响应机理：
1、光诱导电子转移（PET） 2、分子内电荷转移（ICT） 3、荧光共振能量转移（FRET） 4、激基缔合物
本选题的创新：
本论文发展的几种铜离子荧光探针是基于激发态分子内质子转移(ESIPT)的原 理设计的，通常该类探针在与被测物反应后，反应迅速，斯托克位移较大，
detection limit: 2.1 × 10-7 M
Fig. 8. Selectivity of probe 1 (10 µM) upon addition of different anions (none; Cl-; Br-; I-; H2PO4-; SO42-; AcO-; F-) in buffered THF/PBS (v/v = 1:49) solution at pH = 7.4.
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➢对Cu2+线性、选择性研究：
Normalized Intensity Normalized Intensity
1.2
1.0
0
0.8
0.6
+ Cu2+
0.4
0.2
10 M
0.0 350 400 450 500 550 Wavelength (nm)
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
0.96
0.90
0.84
0.78
0.72 0
5 10 15 20 25 30 35 Time/min
Fig. 3. Kinetic study of the response of probe 1 to Cu2+ at 25 ℃ in buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49) solution at
0
5 10 15 20 25 Time/min
1.2
probe 2
1.0
probe 2 + Cu2+
0.8
0.6
0.4
0.2 4 5 6 7 8 9 10
pH
Fig. 3. Kinetic study of the response of probe 2 to Cu2+ at 25 ℃ in buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49) solution at pH 7.4. Condition: molar ratio: probe:Cu2+ = 1:2.
37 0C and then further incubated with 10 µM Cu2+ for another 30 min. Top: bright field image,
Bottom: fluorescence image.
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二：基于ESIPT机理增强型铜离子荧光探针的合成与应用 ➢Probe 2 设计原理图：
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➢Probe 1 在活细胞中的应用
Fig. 9. Fluorescence microscope images of living HeLa cells. Cells incubated with 10 µM
Probe 1 (A) for 30 min at 37 0C. HeLa cells pretreated with 10 µM probe 1 (B) or for 30 min at
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Fig. 4. pH effect on fluorescence intensity of probe 2 (10 µM) in the absence and presence of Cu2+ in buffered DMSO/TrisHCl (v/v = 1:49) solution at pH 7.4.
1 选题背景与意义 2 研究目标与内容 3 进度安排
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选题背景与意义
➢铜离子荧光探针的研究意义及进展
检测铜离子的意义：
在生物体中，铜离子是继铁离子和锌离子之后的第三大必要微量元素，一定 含量的铜离子在动植物的基本生理活动过程中起着至关重要的作用。摄取过 量的铜离子可能引发阿尔茨海默病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、门克斯综合 征、威尔逊疾病等 。所以，灵敏性的选择性的检测环境和活细胞中的铜离子 是相当有意义的 。
pH 7.4. Condition: molar ratio: probe:Cu2+ = 1:2.
1.2
1.0
0.8
0.6
Pi-A
Pi-A + Cu2+
0.4
0.2
0.0
4 5 6 7 8 9 10 pH
Fig. 4. pH effect on fluorescence intensity of probe 1 (10 µM) in the absence and presence of Cu2+ in buffered DMSO/TrisHCl (v/v = 1:49) solution at pH 7.4.
➢对F-线性、选择性研究：
Normalized Intensity Normalized Intensity
1.2
1.2
Probe 1, Probe 1+ other anion
0.9
0.9
0.6
0.3
0.0 350 400 450 500 550 Wavelength (nm)
0.6
0.3
Probe 1 + F-
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 [Cu2+]/([Pi-A]+[Cu2+])
Fig. 1. Job’s plot for determining the stoichiometry of of probe 1 and Cu2+ in buffered DMSO/Tris-HCl (v/v = 1:49) solution at pH 7.4. The total concentration of probes and Cu2+ was 10 µM.
探针2本身具有微弱的荧光，在水溶液中，Cu2+催化吡啶甲酸酯水解，发生激 发态分子内质子转移（ESIPT）过程，导致荧光增强。
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➢Probe 2 合成路线：
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➢机理研究：
Normalized Intensity %
1.2 (B)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 [Cu2+]/([Pi-E]+[Cu2+])
Fig. 2. Partial 1H NMR spectra of probe 1 (10 mM) upon titration with various equivalents of Cu2+.
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Normalized Intensity
Normalized Intensity
➢条件优化
1.02