● 摘要
摘 要 荧光探针（Fluorescent Probes）是一类在紫外-可见-近红外区有特征荧光，并且其荧光性质（激发和发射波长、强度、寿命、偏振等）可随所处微观环境的性质，如极性、折射率、粘度等的改变而灵敏地改变的荧光性分子。目前常用的荧光探针有荧光素类探针、无机离子荧光探针、荧光量子点、分子信标等。表面活性荧光探针是通过合理的化学修饰将荧光基团与识别基团相结合而成的一类水溶性荧光探针。这种探针保留了原有荧光基团高的荧光量子产率及其对所处微观环境的敏感特性，并且良好的水溶性使其作为一种环境友好型探针，可以弥补很多荧光探针需要缓冲溶液等苛刻条件才能实现探测性能的缺点；有目的的将一种或多种识别基团或荧光基团修饰于同一分子上，可以实现探针的多功能探测。这些优良的性质使得表面活性荧光探针在标记抗原或抗体，表面活性剂胶束、双分子膜、蛋白质活性位点等微观特性的探测、免疫分析、标记待定的核苷酸片断等方面具有广阔的应用前景。 由于传统荧光探针在聚集体中位置的不固定性或不确定性，促使了表面活性荧光探针的出现。通过在表面活性剂分子结构中引入合适的荧光基团和识别位点，使得探针能够参与聚集体形成过程，从而获得聚集体内部结构变化的微观信息。本工作基于芘（Pyrene）丰富的荧光性质，及其对所处环境微观极性的敏感特性，有针对性的设计、合成了三种具有表面活性的含芘新型荧光探针，PSDA-DEA、PSDA-TDEA 和PSDA-TEA，并对其在两亲性化合物聚集体的形成和转变中的应用进行了研究，得出以下结论： （1）经过合理修饰的含芘非离子型表面活性荧光探针PSDA-DEA、PSDA-TDEA 和PSDA-TEA 很好的保留了芘基团的极性依赖性，这一性质反映为参数I399/I380 在不同类型极性体系中的变化，由此给出有效的微观信息，这为该类探针在两亲分子聚集体形成和转变中的应用奠定了基础。 （2）PSDA-DEA 在水中具有良好的溶解性，其临界聚集浓度（CAC）在3.3×10-5 M 左右，通过低温透射电镜、动态光散射和原子力显微镜等表征方法研究了其在水溶液中形成的聚集体的形貌和粒径。结果表明，PSDA-DEA 在水溶液中的聚集体粒径大约在400 nm。可以确定这种聚集体并不是一种单一的胶束或囊泡类聚集体，而是一种复杂的聚集体。随后研究得出PSDA-TDEA 和PSDA-TEA 在水溶液中的临界聚集浓度（CAC）分别在1.2×10-4 M 和8.5×10-5 M 左右。 （3）PSDA-DEA、PSDA-TDEA 和PSDA-TEA 均具有良好的水溶性，通过选择合适的探针浓度，均可以用来研究典型表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）以及阴阳离子复配体系中胶束到囊泡的转变。相比而言，分子结构中只有一个羟基的PSDA-TEA 在探测性能方面稍显不足。 （4）本工作设计、合成的三种探针均为非离子型表面活性剂，相比传统荧光探针和离子型荧光探针有明显的优势，即它们可以测定阴阳离子型和非离子型表面活性剂聚集体的形成，以及阴阳离子复配体系中聚集体形貌的转变过程，很好的弥补了离子型探针在测定典型表面活性剂体系中因为静电相互作用而造成缺陷。 （5）PSDA-TDEA 和PSDA-TEA 在分子结构设计上引入了对金属离子具有良好配位能力的三氮唑基团，期望其对某些金属离子具有高效的选择性传感，从而获得一种多功能荧光探针。本工作初步研究了PSDA-TDEA 对金属离子的选择性传感。实验表明，镧离子和铕离子的加入对PSDA-TDEA 的荧光发射具有明显的敏化作用，其最低检出限分别为1.48 ppm 和1.14 ppm。关键词：芘，荧光探针，聚集体的形成和转变，表面活性剂