螺吡喃论文_顾准,王杨,程炜

导读:本文包含了螺吡喃论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:探针,荧光,溶酶体,比色,线粒体,性能,显色。

螺吡喃论文文献综述

顾准,王杨,程炜^[1]（2019）在《取代螺吡喃类化合物的合成及其光致变色性能》一文中研究指出选取了具有代表性的取代基合成了带有不同取代基的系列螺吡喃类化合物,并对这些化合物进行了光响应研究以及动力学实验,考察其对光致变色性能的影响,以期发现取代基对该光致变色化合物的影响规律。结果表明:苯并吡喃环侧引入吸电子基且在二氢吲哚侧引入供电子基,所制化合物表现出优异的光致变色性能。(本文来源于《合成树脂及塑料》期刊2019年04期）

李锦^[2]（2019）在《基于螺吡喃分子开关的G—四链体DNA荧光探针的构建与应用研究》一文中研究指出G-四链体DNA(G4 DNA)结构,一种非经典的核酸二级结构,由富含串联重复鸟嘌呤(G)的DNA链折迭而成,已被证实可稳定存在于人体活细胞中。由于在促进肿瘤发生或增殖过程中扮演重要角色,G4 DNA现已成为癌症诊疗研究的新型靶标。其中,被人们广泛研究的c-MYC G4 DNA、c-KIT1 G4 DNA位于癌基因启动子区域。原癌基因c-MYC的异常表达与多种恶性肿瘤如骨肉瘤、乳腺癌等相关,c-KIT表达失调则是胃肠间质瘤(GIST)的主要致病因素。在这些基因的启动子区域所形成的G4 DNA在基因调控,基因表达和潜在的抗肿瘤中起重要作用。因此,对于这些G4 DNA的实时成像能够更加直观地理解它们的生物学功能。近年来,荧光探针因其高选择性、高分辨率、无创、实时等优点,在检测G4 DNA方面引起了极大的关注。许多优秀的有机小分子荧光探针被相继开发和报道,成功实现了G4 DNA的专一性识别,其中一些还能对活细胞中内源性G4 DNA可视化。为了与带负电荷的G4磷酸骨架和环区域更好地结合,这些探针大多被设计成带正电荷的结构。但这种高电荷探针较难穿过亲脂性的生物膜(细胞膜、核膜等),所以被用于活细胞中G4DNA的成像时常常需要较长的时间。溶酶体是细胞内的酸性亚细胞器,含有多种酶和蛋白质,能够降解自身生物大分子。异常的溶酶体pH会引起许多疾病,例如神经退行性疾病、癌症、阿尔兹海默症。因此,监测溶酶体中pH变化是至关重要的。目前,众多可靶向溶酶体的小分子荧光探针已成为观察溶酶体在细胞内行为的有力工具。作为细胞的能量工厂,线粒体是细胞内又一重要亚细胞器。它们参与如细胞信号传导、细胞死亡的调节等正常生理过程的同时,也影响着癌细胞的生长。因此,线粒体在活细胞中的可视化以及动态监测,对生理、病理活动,以及癌症早期的筛查和治疗具有重要意义。近年来,线粒体靶向的荧光探针已成为人们研究的热点。螺吡喃是一类众所周知的光致变色分子开关,被广泛应用于开发新型动态材料。这类分子的关环结构具有亲脂性特点,然而当其受外界环境刺激(如光、pH等)开环后,变成π延伸带正电荷的大共轭结构时,具有亲水性的特点。鉴于此,本论文提出一种新颖的螺吡喃原位开关策略,即通过合理的设计,螺吡喃关环结构实现快速进入细胞膜和核膜,而细胞核内的G4 DNA、细胞质中溶酶体的酸性环境或线粒体的负膜电位,原位开启螺吡喃的开环结构,产生不同的荧光信号,由此获得G4 DNA或亚细胞器的实时成像。借助于这个策略,本论文以螺吡喃为骨架,经过结构改造设计并合成了一系列螺吡喃类衍生物,成功构建出可用于核内G4 DNA实时成像核外溶酶体靶向的荧光探针QIN,可用于实时监测溶酶体pH变化的荧光探针HAN以及可用于识别核内G4 DNA标记核外线粒体的荧光探针TANG。具体研究工作如下:1.本文从一种经典的硝基螺吡喃衍生物(1)出发,通过结构导向法,经由2、3和4,优化并构建了一种选择性较高、荧光响应性能优良的新型G4 DNA螺吡喃荧光探针QIN。实验结果表明,在没有G4 DNA时,QIN会显示出蓝色荧光的螺吡喃关环形式,一旦存在G4 DNA,体系就会发射出开环形式的红色荧光,而与单链或双链DNA不发生这种现象。由于探针对c-MYC G4 DNA具有最好的响应,因此本文通过荧光滴定、紫外滴定、圆二色谱滴定和pH滴定系统研究了QIN与c-MYC G4 DNA的结合情况,其中,由pH滴定曲线获得的QIN和c-MYC G4 DNA/QIN复合物的pKa值分别为5.9和7.4。基于这个结果,本文提出了pKa转变机理用于解释二者的相互作用,即c-MYC G4 DNA诱导QIN的pKa升高,使其从关环形式转变为开环形式,从而实现了对c-MYC G4 DNA的响应。这个机理进一步通过分子对接技术和质谱实验得到验证。在细胞成像实验中,通过DNase I和RNase A的消化实验、G4稳定剂Pyridostain(PDS)的阳性对照实验,证明了QIN能够作用于细胞核内的G4 DNA。具有良好光稳定性的QIN进一步实现了G4 DNA的活细胞超分辨成像。基于螺吡喃类化合物的关-开、亲脂-亲水可切换的特点,QIN可在15秒内实现对活细胞中G4DNA的实时成像。此外,由于螺吡喃的异构化也能受到pH的调控,pH滴定结果显示出QIN是一个pH敏感的荧光探针,它也具有与溶酶体pH窗口较匹配的pKa,说明溶酶体酸性环境能使探针从关环结构转变为开环结构。共定位实验表明,QIN也能特异性地标记核外的溶酶体。2.鉴于QIN成功实现了内源性G4 DNA的实时成像,为了进一步拓展螺吡喃类衍生物对G4 DNA的应用,本文结合分子对接技术,设计开发出一种潜在的c-MYC G4DNA螺吡喃荧光探针HAN。通过体外实验研究,HAN显示出对G4 DNA选择性识别,在所有检测的G4 DNA中,对c-MYC G4 DNA具有最好的响应。同时,探针的pKa为5.0,与溶酶体pH窗口良好匹配,这说明溶酶体的酸性环境能将其转变为开环结构。然而,细胞成像表明,在六种癌细胞中,HAN均无法实现对细胞核内G4 DNA的成像。共定位实验显示,探针开环结构的红色荧光信号与LysoTracker Green DND-26的绿色荧光信号几乎完全重合,获得了高于0.94的皮尔森相关系数,说明HAN具有强的溶酶体靶向能力。此外,超分辨成像清晰地观察到圆环状的溶酶体结构。在氯喹宁刺激的MRC-5细胞中,HAN成功实现了溶酶体pH微小变化的实时监测。3.在分析了c-KIT1 G4 DNA及其小分子配体结构特点后,本文结合分子对接技术,设计了一种新型c-KIT1 G4 DNA螺吡喃荧光探针TANG并从4-甲氧基-2-硝基苯胺出发,经六步反应合成了该探针。体外实验表明TANG对平行结构的G4 DNA有良好的响应,尤其是对c-KIT1 G4 DNA具有最好的响应。在生理pH下,c-KIT1 G4DNA能够诱导TANG开环,并发生荧光信号的变化;而当pH为4.0时,c-KIT1 G4DNA的构象发生变化,但TANG的加入能够使其从混合结构转变为原来的平行结构,进一步说明TANG具有识别G4平行结构的倾向。本文将TANG应用于c-KIT高表达的GIST细胞中,实现了内源性G4 DNA的成像。此外,在细胞核外TANG不能定位溶酶体,这是由于四氢喹喔啉单元的引入,降低了探针的pKa(4.3),使之与溶酶体pH窗口不匹配,溶酶体酸性环境难以让其开环。然而,共定位实验表明,TANG能选择性定位线粒体,这可能是由于线粒体高的负膜电位可使其转变为带正电荷的开环形式。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-01）

孟宪娇^[3]（2019）在《香豆素、螺吡喃和BODIPY类荧光染料的合成及性能研究》一文中研究指出荧光化学传感器因具有较高的选择性、灵敏度和较低的成本,已经被广泛的用于金属阳离子、阴离子以及pH等方面的检测。本论文以香豆素、螺吡喃和BODIPY作为荧光基团,并通过对其母体进行结构改性,引入不同的识别基团,得到了几种新型的荧光化学传感器,并利用紫外-可见/荧光分光光度法进一步探究了这些荧光化学传感器的性能。论文的主要研究内容如下:(1)本论文设计并合成了两种以香豆素为基的含有吡唑啉环的荧光化学传感器PC-1和PC-2,经过~1H NMR,~(13)C NMR和ESI-MS对其结构进行了表征。结果表明:在较宽的阳离子范围内,传感器PC-1和PC-2对Cu~(2+)表现出了明显的荧光淬灭响应,淬灭率分别为95%和98%,检测限分别为3.3μM和0.9μM,配位比均为1:1,且有效作用的pH范围是3-8。(2)本论文以香豆素作为荧光基团,引入“Tren”结构,合成出一种新型的荧光化学传感器CTS,经过~1H NMR,~(13)C NMR和ESI-MS对其结构进行了表征。结果表明:在CH_3CN/HEPES(9:1 v/v)的缓冲体系下,传感器CTS对Cu~(2+)和H_2PO_4~-呈现出了明显的“on-off-on”型荧光响应,分别按照1:1进行配位,经计算得出其检测限分别为0.37μM和1.6μM,并可连续进行4次以上的稳定检测,且探针CTS有效作用的pH范围为4-7.5。(3)本论文以香豆素作为荧光基团,引入“tren”和喹啉结构作为识别基团,合成出荧光化学传感器CTQ,经过~1H NMR,~(13)C NMR和ESI-HR-MS对其结构进行了表征。结果表明:该传感器可用于Cu~(2+)和PPi的连续识别。对于金属阳离子Cu~(2+)而言,传感器CTQ表现出了明显的荧光淬灭响应,淬灭率高达99.6%,而传感器CTQ-Cu~(2+)对阴离子PPi又表现出了明显的荧光增强响应,且专一性较高,尤其是在同类含磷的阴离子HPO_4~(2-)和H_2PO_4~-中,检测限分别为1.9×10~(-6) M和5.96×10~(-8) M,配位比为1:1和2:1,有效作用的pH范围是4-8。(4)本论文设计并合成了一种具有较高敏感度和选择性的荧光化学传感器CQ,经过~1H NMR,~(13)C NMR和ESI-MS对其结构进行了表征。结果表明:在较宽的阳离子范围内,传感器CQ对Pb~(2+)表现出了明显的荧光淬灭响应,配位比为1:1,检测限为0.5μM,并且有效作用的pH范围是4-8。(5)本论文以吡啶作为连接基团,合成出一种双螺吡喃型荧光化学传感器BSP,通过~1H NMR和ESI-MS对其结构进行了表征,并利用紫外/荧光分光光度法探究探针BSP对离子的响应情况。结果表明:探针BSP具有较好的可逆光致变色性能以及正溶剂效应,对阳离子Fe~(3+)表现出了明显的荧光淬灭响应和裸眼识别效果,而探针BSP-Fe~(3+)对PPi呈现出了明显的荧光增强响应。通过Job曲线可获知,探针BSP对Fe~(3+)和PPi将按照2:1进行配位,其检测限分别为2.3μM和0.6μM。探针BSP有效作用的pH范围为1-12。(6)本论文以BODIPY作为荧光基团,以喹啉作为识别基团,制备出具有完全水溶性的荧光化学传感器BBP,通过~1H NMR和~(13)C NMR对其结构进行了表征。结果表明:在较宽范围内的阳离子中,传感器BBP表现出对H~+的高度专一性及裸眼识别效果。酸滴定实验表明,传感器BBP对H~+具有较高的敏感度,可循环响应5次以上。在2<pH<4的范围内,荧光强度同pH呈现出了一定的线性关系,以log[(I_(max)-I_x)/(I_x-I_(min))]为横坐标,以pH为纵坐标,得出pKa值为2.94。(本文来源于《中北大学》期刊2019-06-01）

姚媛君^[4]（2019）在《螺吡喃和席夫碱类荧光探针的合成及性能研究》一文中研究指出螺吡喃是一类重要的光致变色化合物,其光谱性能受环境中很多因素的影响(光、温度、溶剂、pH、力等)。当用一定强度的紫外光照射时,螺吡喃类化合物可以发生异构化,由无色闭环螺吡喃构型(SP)转变为有色开环部花青构型(MC);当用一定强度的可见光照射时,MC构型可以转变为SP构型,这种光刺激的转变是可逆的。席夫碱含有-C=N-键,N原子上的孤对电子使得其易于大部分金属离子配位,且具有良好的光化学性能,生物和催化活性。由于螺吡喃和席夫碱优异的特性,引起了科研工作者的极大兴趣。本文分别对其结构进行修饰,设计合成了3种检测离子的荧光探针分子,主要的研究工作及结果如下:第一章:首先介绍了荧光探针及其结构和响应机理。其次概述了螺吡喃类化合物和席夫碱的结构与性质、合成及应用。最后简单概括了本论文的立题背景和研究内容。第二章:本章以吲哚和4-氰基苯酚为原料合成了一种螺吡喃荧光探针SP-CN。该探针可高灵敏度的识别检测Ca~(2+)。通过紫外可见光谱,荧光光谱和核磁共振氢谱验证了该探针和Ca~(2+)的结合机理。Ca~(2+)诱导探针由闭环的SP构型转变为开环的MC构型,然后和MC构型中的酚氧负离子,羰基结合形成发射波长较长的MC-Ca~(2+)复合物。同时溶液有明显的颜色变化,由无色变为裸眼可见的淡粉色,在365 nm的紫外灯下由蓝色荧光变为红色荧光。等摩尔连续变化法实验表明,SP-CN与Ca~(2+)以化学计量比1:1结合,结合常数为2.47?10~3 L/mol。SP-CN对Ca~(2+)的检测限为4.53×10~(-8) mol/L。该探针已被制成试纸条,可实现对Ca~(2+)的比色检测。且该探针为新型螺吡喃探针的开发和研究提供了新思路。第叁章:本章合成了一种“开-关-开”型,结构简单,大斯托克斯位移的席夫碱荧光探针L_1。该探针可实现较宽范围pH值的检测。在pH为3.0~11.0范围内,L_1会产生两种颜色不同的荧光。在pH为3.0~5.0范围内,探针随pH值的增大呈现逐渐减弱的橘色荧光,当pH值从5.0增大到11.0时,探针从微弱的荧光逐渐变为强黄绿色荧光。通过密度泛函理论研究及光谱分析对其响应机理进行探究,酸性条件下,吡啶N被质子化,碱性条件下,酚羟基和腙基去质子化。探针L_1具有良好的生物相容性和细胞膜通透性,对细胞内pH值的检测具有潜在的应用价值。第四章:本章以9-芴基甲基肼基甲酸酯和4-甲基苯酚为原料,合成了一种检测Zn~(2+)的腙类席夫碱荧光探针L_2。在无水乙醇溶液中,加入Zn~(2+)后,探针630 nm处的发射峰消失,在530 nm处出现新的发射峰。同时溶液有明显的颜色变化,在365 nm的紫外灯下由红色荧光变为黄色荧光。等摩尔连续变化法实验和高分辨质谱实验表明,L_2与Zn~(2+)以化学计量比1:1结合,结合常数为8.09?10~4 L/mol。探针L_2对Zn~(2+)的检测限为2.36?10~(-8) mol/L。该探针可用于实际样品中Zn~(2+)的检测。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）

王娇,韩辉,张勇,刘娅娜,姚媛君^[5]（2019）在《一种基于螺吡喃-喹啉结构的高选择性Fe(Ⅲ)探针》一文中研究指出以吲哚为原料,通过修饰8-氨基喹啉合成了一种新型的可以选择性检测Fe (Ⅲ)的螺吡喃探针(8-AQ-SP),考察了该探针的光谱性能及其对常见离子的选择性测试,并进行了实际水样的加标回收检测。结果表明,15种金属离子中,该探针只对Fe (Ⅲ)有选择性猝灭,并且通过肉眼可以观测到明显的颜色不同,实际水样检测中加标回收率96. 4%～103. 7%范围内。该研究为新型螺吡喃探针的开发和实际水质的监测研究提供了一个新的思路。(本文来源于《分析试验室》期刊2019年05期）

叶齐全,郑明心,陈曦,李丹,田卫国^[6]（2019）在《聚合原位合成含螺吡喃组装体及其光响应研究》一文中研究指出具有光响应性的采用乙醇相分散共聚的方法将螺吡喃基团引入聚合原位自组装体系,合成了具有光响应性的聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-b-聚(甲基丙烯酸苄酯-co-甲基丙烯酸螺吡喃酯)(PDMA-b-P(BzMA-co-SPMA))共聚物组装体.通过调节BzMA、SPMA和PDMA的投料比,制备了球形胶束、蠕虫状胶束、"章鱼"状组装体、囊泡、实心粒子等不同形貌的组装体.所得组装体分散液具备良好的紫外响应显色性:在交替的UV(紫外)/可见光照射下,组装体分散液发生无色-蓝色的可逆转变.使用光响应组装体墨水绘制的文字和图案可以实现在UV/可见光照射(或升温)下的可逆显示与隐藏.这种方法可拓展应用于文字和图案的打印,实现精细图案的大批量快速制备.二维光响应图案具备良好的稳定性,且光响应过程具备良好的可循环性.(本文来源于《高分子学报》期刊2019年04期）

贾健波^[7]（2018）在《基于螺吡喃分子开关的比率型溶酶体pH荧光探针的构建及生物应用研究》一文中研究指出溶酶体是细胞内关键的亚细胞器,其微环境的pH值处于4.5~5.5,由于自身的酸性环境,溶酶体常参与细胞代谢、细胞膜循环、细胞自噬、细胞自清理、细胞凋亡等生理过程。近几年的科学研究发现,癌细胞中溶酶体的数量较正常细胞多、体积偏大,而且当癌细胞溶酶体释放组织蛋白酶至细胞质中,会促进肿瘤细胞的发展。因此,溶酶体已成为选择性破坏癌细胞的药理学靶点。所以,实现对溶酶体的精准定位和其内部的pH检测,不仅能够帮助理解溶酶体的生理功能,而且还能为癌症的诊疗提供全新的思路。目前,基于荧光分析法的灵敏度高、操作简便、实时成像和无创性等特点,一些优秀的靶向溶酶体及检测溶酶体pH的荧光探针已相继报道。其中,比率型荧光探针可通过两个发射波长自校准来避免背景干扰,在精准荧光成像方面具有优势。所以比率型检测溶酶体pH成为该领域的研究热点。螺吡喃类荧光分子一般被用作光动力传感器,然而除了光照作用,酸碱也能调控其开-关环的转化。在酸性条件下,螺吡喃的碳-氧键易被质子化,形成π-延伸共轭的开环体部花菁形式,从而发生荧光信号的变化。基于这种原理,本文设计合成了一类香豆素螺吡喃的比率型溶酶体pH荧光探针HAN1、HAN2、HAN3和HAN4。本文研究了这类探针的pH特性、干扰性和光稳定性能,结果表明,这四种pH敏感的探针在pH 4.0-7.0之间可发生开环现象,同时荧光从蓝色变为红色,且不受阴、阳离子和光的影响。通过共定位实验发现这四种探针展现出较好的生物相容性和光稳定性,并成功实现了在活细胞中靶向溶酶体。本文还将HAN1和HAN3应用于氯喹宁诱导溶酶体pH升高的成像研究,结果发现的确能够实现蓝通道荧光增强且红通道荧光减弱的比率型变化。因此,成功实现了溶酶体中比率型pH的检测及溶酶体pH变化的实时监测。同时,还进一步进行了探针应用于溶酶体热损伤前后pH变化的荧光成像研究,也获得了相同的结果,即蓝通道荧光增强,红通道荧光减弱,说明随着温度的升高,溶酶体pH逐渐升高。本文开发了一类可实时、精准检测活细胞内溶酶体活动的荧光探针,为比率型溶酶体pH荧光探针提供了一种新的设计思路。(本文来源于《西北大学》期刊2018-06-30）

郭妮^[8]（2018）在《二芳基乙烯和螺吡喃化合物的光化学反应机理研究》一文中研究指出本论文的研究目标是阐明二芳基乙烯和螺吡喃两类光致变色体系的光化学反应机理,为光致变色化合物和分子开关的设计、合成及应用提供理论参考。第一部分采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TD-DFT)、多组态从头算的完全活化空间自洽场方法(CASSCF)以及多组态二级微扰理论(CASPT2)研究了实验上合成的叁个二芳基乙烯的光致关环及后续重排过程。第二部分在CASSCF及CASPT2水平下研究了螺吡喃化合物的光致开环过程的反应机理,为深入理解该类化合物的光化学过程和设计新型螺吡喃分子提供理论依据。论文主要内容包括以下两部分:第一部分:分别采用(TD)DFT、CASSCF、CASPT2方法研究了具有光致变色性质的叁个二芳基乙烯化合物(2-苯基-3-[3-2,5-二甲基噻吩]-2-环戊烯酮、2-苯基-3-[2-3,5-二甲基噻吩]-2-环戊烯酮、3-苯基-2-[3-2,5-二甲基噻吩]-2-环戊烯酮)光致关环及重排过程的反应机理(下文分别命名为a、b、c),探讨叁个化合物因羰基官能团及硫原子位置的不同对光致关环及重排过程的影响。结果显示,S原子位于分子外侧时,关环后的产物能量较S原子位于分子内侧时高～41.9 kJ/mol,预示着其光环化过程可能比其它两个更为困难;分析叁个化合物的激发态势能曲线发现,当羰基处于同侧(靠近苯环一侧)时,S原子位于分子外侧较位于内侧的光环化反应难以发生;而S原子同处内侧时,羰基靠近噻吩一侧较靠近苯环一侧的势能面平缓。叁个化合物光环化反应发生的关环倾向性的顺序为a>c>b。比较重排过程速控步骤势垒可得,重排过程从的难易顺序与光环化倾向一致。第二部分:螺吡喃(Spiropyran,SP)与部花青(Merocyanine,MC)间的光致变色反应近年来受到越来越多的关注。本文以1'-甲基螺-6-硝基-[2H-1-苯并吡喃-2,2'-二氢吲哚](N02-BIPS)为研究对象,采用CASPT2//CASSCF方法研究了该分子的两个不同初始构象的光化学反应机理,重点讨论了引入硝基基团及用-CH3取代1'-甲基螺-[2H-1-苯并吡喃-2,2'-二氢吲哚](BIPS)中N上的氢原子对反应机理的影响。结果显示:强吸电子基团(-NO2)对螺吡喃的电子结构和反应影响显着,CASSCF水平下螺碳原子与O原子之间的距离在2.3～2.9 A时,基态(So)和激发态(Si)能量接近,但经CASPT2能量校正后S0-S1能隙明显增大,两态间耦合较弱,导致无辐射跃迁过程不易进行;探索发现,桥碳原子上的氢的面外振动(hydrogen-out-of-plane,HOOP)使得Si和S0态间有强相互作用区域,易于发生非绝热弛豫通道,但相比于BIPS,N02-BIPS在HOOP区域的能量间隙(～100 kJ/mol)大于BIPS(～80kJ/mol),S1和S0耦合较弱,不利于内转换而有利于开环反应继续向产物一侧进行,即更倾向于实现从SP到MC的光致变色过程。(本文来源于《陕西师范大学》期刊2018-06-01）

刘娅娜^[9]（2018）在《功能定位的螺吡喃类化合物的制备及其传感研究》一文中研究指出螺吡喃化合物是一类稳定、可逆转的光致变色化合物。当用一定波长和强度的光照射时,会发生闭环无色的螺吡喃构型(SP)和开环有色的部花青构型(MC)这两种异构体之间的互相转换。由于这种优异的特性,螺吡喃化合物的结构设计、合成及其应用引起了人们极大的兴趣。本文通过对螺吡喃化合物的结构进行修饰,设计合成了新的基于螺吡喃的探针分子,扩展了螺吡喃化合物在识别检测生物分子和离子方面的应用,主要的研究工作及结果如下:第一章:本章首先简要介绍了光致变色化合物及其分类、应用和展望。其次,总结了螺吡喃化合物的结构与性质、合成、影响光致变色性能的因素以及在分析检测方面、药物载体体系构建方面的应用。最后,简单概括了本论文的立题背景、主要研究内容和创新点。第二章:本章成功地合成了一种用羟丙基-β-环糊精修饰的螺吡喃探针(HP-β-CD-SP),可以用比色方法选择性检测谷胱甘肽(GSH)。该探针的检测机理不依赖于氨基酸和部花青构型间的静电引力,而是通过抑制有色异构体的形成来实现对GSH的选择性响应。当HP-β-CD-SP和氨基酸的混合溶液在黑暗中放置1小时后,除GSH以外的所有溶液的颜色从无色变为粉红色。该研究通过一个新的机制实现了对GSH的选择性检测,为新型螺吡喃探针的开发和研究提供了一个新的思路。第叁章:本章成功地合成了一种用8-氨基喹啉修饰的螺吡喃荧光化学传感器(8-AQ-SP),用于检测Fe(Ⅲ)。该探针在结合Fe(Ⅲ)以后,荧光显着猝灭,而和其它常见的金属离子如K(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Na(Ⅰ)等结合以后,荧光强度基本不变,从而实现对Fe(Ⅲ)的选择性定量测定,并且发现其他共存离子对Fe(Ⅲ)的检测没有干扰,其检测限是1.20×10~(-8) M,用Job’s plot曲线确定了络合物与金属离子的络合比为1:1,依据Benesi-Hildebrand方程得到了该探针与Fe(Ⅲ)的结合常数为4.02 x 10~3 M~(-1)。第四章:本章总结了所做的工作,并提出基于目前的工作存在的一些问题,以及对未来发展的展望。(本文来源于《山西大学》期刊2018-06-01）

鲍利红,曹苏毅,赵曼雨,张宁^[10]（2018）在《双羟基螺吡喃的合成及其光致变色性能研究》一文中研究指出以2-羟基-3-甲氧基苯甲醛为原料,在制得2,3-二羟基-5-硝基苯甲醛的基础上,将其同2,3,3-叁甲基-N-羟乙基-3H吲哚溴化物反应,合成了双羟基螺吡喃化合物。研究了制得化合物的光致变色性能。结果发现,0.02g/L的双羟基螺吡喃乙醇溶液,最大吸收波长在559nm,随紫外光照时间延长,溶液的吸光度逐渐增加,光照时间超过480s后,变化不明显;撤去紫外灯后,在日光灯照射下,双羟基螺吡喃乙醇溶液颜色逐渐恢复,超过600s后溶液颜色几乎变回原色;不同pH条件下,双羟基螺吡喃乙醇溶液经365nm紫外光照射后,呈现出不同的颜色。(本文来源于《化工新型材料》期刊2018年05期）

螺吡喃论文开题报告

（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：

G-四链体DNA(G4 DNA)结构,一种非经典的核酸二级结构,由富含串联重复鸟嘌呤(G)的DNA链折迭而成,已被证实可稳定存在于人体活细胞中。由于在促进肿瘤发生或增殖过程中扮演重要角色,G4 DNA现已成为癌症诊疗研究的新型靶标。其中,被人们广泛研究的c-MYC G4 DNA、c-KIT1 G4 DNA位于癌基因启动子区域。原癌基因c-MYC的异常表达与多种恶性肿瘤如骨肉瘤、乳腺癌等相关,c-KIT表达失调则是胃肠间质瘤(GIST)的主要致病因素。在这些基因的启动子区域所形成的G4 DNA在基因调控,基因表达和潜在的抗肿瘤中起重要作用。因此,对于这些G4 DNA的实时成像能够更加直观地理解它们的生物学功能。近年来,荧光探针因其高选择性、高分辨率、无创、实时等优点,在检测G4 DNA方面引起了极大的关注。许多优秀的有机小分子荧光探针被相继开发和报道,成功实现了G4 DNA的专一性识别,其中一些还能对活细胞中内源性G4 DNA可视化。为了与带负电荷的G4磷酸骨架和环区域更好地结合,这些探针大多被设计成带正电荷的结构。但这种高电荷探针较难穿过亲脂性的生物膜(细胞膜、核膜等),所以被用于活细胞中G4DNA的成像时常常需要较长的时间。溶酶体是细胞内的酸性亚细胞器,含有多种酶和蛋白质,能够降解自身生物大分子。异常的溶酶体pH会引起许多疾病,例如神经退行性疾病、癌症、阿尔兹海默症。因此,监测溶酶体中pH变化是至关重要的。目前,众多可靶向溶酶体的小分子荧光探针已成为观察溶酶体在细胞内行为的有力工具。作为细胞的能量工厂,线粒体是细胞内又一重要亚细胞器。它们参与如细胞信号传导、细胞死亡的调节等正常生理过程的同时,也影响着癌细胞的生长。因此,线粒体在活细胞中的可视化以及动态监测,对生理、病理活动,以及癌症早期的筛查和治疗具有重要意义。近年来,线粒体靶向的荧光探针已成为人们研究的热点。螺吡喃是一类众所周知的光致变色分子开关,被广泛应用于开发新型动态材料。这类分子的关环结构具有亲脂性特点,然而当其受外界环境刺激(如光、pH等)开环后,变成π延伸带正电荷的大共轭结构时,具有亲水性的特点。鉴于此,本论文提出一种新颖的螺吡喃原位开关策略,即通过合理的设计,螺吡喃关环结构实现快速进入细胞膜和核膜,而细胞核内的G4 DNA、细胞质中溶酶体的酸性环境或线粒体的负膜电位,原位开启螺吡喃的开环结构,产生不同的荧光信号,由此获得G4 DNA或亚细胞器的实时成像。借助于这个策略,本论文以螺吡喃为骨架,经过结构改造设计并合成了一系列螺吡喃类衍生物,成功构建出可用于核内G4 DNA实时成像核外溶酶体靶向的荧光探针QIN,可用于实时监测溶酶体pH变化的荧光探针HAN以及可用于识别核内G4 DNA标记核外线粒体的荧光探针TANG。具体研究工作如下:1.本文从一种经典的硝基螺吡喃衍生物(1)出发,通过结构导向法,经由2、3和4,优化并构建了一种选择性较高、荧光响应性能优良的新型G4 DNA螺吡喃荧光探针QIN。实验结果表明,在没有G4 DNA时,QIN会显示出蓝色荧光的螺吡喃关环形式,一旦存在G4 DNA,体系就会发射出开环形式的红色荧光,而与单链或双链DNA不发生这种现象。由于探针对c-MYC G4 DNA具有最好的响应,因此本文通过荧光滴定、紫外滴定、圆二色谱滴定和pH滴定系统研究了QIN与c-MYC G4 DNA的结合情况,其中,由pH滴定曲线获得的QIN和c-MYC G4 DNA/QIN复合物的pKa值分别为5.9和7.4。基于这个结果,本文提出了pKa转变机理用于解释二者的相互作用,即c-MYC G4 DNA诱导QIN的pKa升高,使其从关环形式转变为开环形式,从而实现了对c-MYC G4 DNA的响应。这个机理进一步通过分子对接技术和质谱实验得到验证。在细胞成像实验中,通过DNase I和RNase A的消化实验、G4稳定剂Pyridostain(PDS)的阳性对照实验,证明了QIN能够作用于细胞核内的G4 DNA。具有良好光稳定性的QIN进一步实现了G4 DNA的活细胞超分辨成像。基于螺吡喃类化合物的关-开、亲脂-亲水可切换的特点,QIN可在15秒内实现对活细胞中G4DNA的实时成像。此外,由于螺吡喃的异构化也能受到pH的调控,pH滴定结果显示出QIN是一个pH敏感的荧光探针,它也具有与溶酶体pH窗口较匹配的pKa,说明溶酶体酸性环境能使探针从关环结构转变为开环结构。共定位实验表明,QIN也能特异性地标记核外的溶酶体。2.鉴于QIN成功实现了内源性G4 DNA的实时成像,为了进一步拓展螺吡喃类衍生物对G4 DNA的应用,本文结合分子对接技术,设计开发出一种潜在的c-MYC G4DNA螺吡喃荧光探针HAN。通过体外实验研究,HAN显示出对G4 DNA选择性识别,在所有检测的G4 DNA中,对c-MYC G4 DNA具有最好的响应。同时,探针的pKa为5.0,与溶酶体pH窗口良好匹配,这说明溶酶体的酸性环境能将其转变为开环结构。然而,细胞成像表明,在六种癌细胞中,HAN均无法实现对细胞核内G4 DNA的成像。共定位实验显示,探针开环结构的红色荧光信号与LysoTracker Green DND-26的绿色荧光信号几乎完全重合,获得了高于0.94的皮尔森相关系数,说明HAN具有强的溶酶体靶向能力。此外,超分辨成像清晰地观察到圆环状的溶酶体结构。在氯喹宁刺激的MRC-5细胞中,HAN成功实现了溶酶体pH微小变化的实时监测。3.在分析了c-KIT1 G4 DNA及其小分子配体结构特点后,本文结合分子对接技术,设计了一种新型c-KIT1 G4 DNA螺吡喃荧光探针TANG并从4-甲氧基-2-硝基苯胺出发,经六步反应合成了该探针。体外实验表明TANG对平行结构的G4 DNA有良好的响应,尤其是对c-KIT1 G4 DNA具有最好的响应。在生理pH下,c-KIT1 G4DNA能够诱导TANG开环,并发生荧光信号的变化;而当pH为4.0时,c-KIT1 G4DNA的构象发生变化,但TANG的加入能够使其从混合结构转变为原来的平行结构,进一步说明TANG具有识别G4平行结构的倾向。本文将TANG应用于c-KIT高表达的GIST细胞中,实现了内源性G4 DNA的成像。此外,在细胞核外TANG不能定位溶酶体,这是由于四氢喹喔啉单元的引入,降低了探针的pKa(4.3),使之与溶酶体pH窗口不匹配,溶酶体酸性环境难以让其开环。然而,共定位实验表明,TANG能选择性定位线粒体,这可能是由于线粒体高的负膜电位可使其转变为带正电荷的开环形式。

（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。

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