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束缚了氮上的孤对电子,使发生在氮原子和荧光团之间的PET过程被禁阻,荧光强度大幅度增强.实验结果也证实了此过程。在乙腈溶液中,加入Z
2离子之前,化合物1的荧光量子产率仅为001;加入Z
2离子之后,它的荧光量子产率为077,
f荧光增强了77倍。2分子内电荷转移ICT机理
分子内电荷转移荧光探针分子通常由富电子基团(电子给体)和缺电子基团(电子受体)共轭相连,形成推拉作用的共轭体系,没有PET探针分子那样明显的连接基。也就是说荧光团F和受体R通常融合在一起,识别过程二者同时参与。当受体结合被分析物后,作为受体的供电子部分或拉电子部分的供拉电子能力被改变,整个共轭体系的电荷重新分布,荧光团的推拉作用被抑制或强化,进而导致吸收光谱、激发光谱以致发射光谱发生红移或蓝移(如图111)27。
化合物728两端分别含有羰基、苯并噻唑两个强拉电子基和两个氨基强供电子基团,激态时荧光团能够有效地实现了从供体到受体的整个体系电荷分离,是典型的ICT机理的荧光分子探针。当汞离子存在时,四氨基识别基团捕获Hg2离子67位氮的供电子能力大大减弱,减弱了整个体系电荷分离程度,引起吸收波谱和荧光光谱分别蓝移了60
m和92
m,荧光颜色由蓝色变为黄色,同时实现了比色及比率型Hg2离子的检测。
f图111识别基团分别为电子供体和电子受体的ICT过程光谱移动示意图
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8
图112具有DA结构的ICT汞离子荧光探针
3荧光共振能量转移FRET机理荧光共振能量转移是指当一对合适的能量给体分子Do
or和受
f体分子Acceptor相距一定距离一般为25
m,且给体的发射光谱与受体的吸收光谱能有效重叠时,处于激发态的给体将把一部分或全部能量转移给受体,使接受体被激发的过程。受体可以是荧光物质也可以是只有吸收而没有发射的荧光猝灭剂。根据Frster理论,共振能量转移效率可以用式15表示29
T
1
1


RR0

6
15
式中R为两个荧光基团的距离,R0为Frster距离供体受体之间的临界转移距离。从这个方程可以看出,即使R的微小变化都会导致
9
10
能量转移的效率强烈改变2426。图113具有DA结构的FRET汞离子分子荧光探针
利用FRET效率对距离的强的依赖性,FRET广泛应用于蛋白质和核酸的结构及动力学研究、分子结合的测定等领域30。同样,能量共振转移原理也被用于荧光分子探针的设计。
2004年,O
o小组31设计了以荧光素为能量供体,以没有发射
f的荧光猝灭剂44二甲氨苯偶氮苯甲酰基为受体,二者通过富含胸腺r
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