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酞菁及金属酞菁由于具有特别奇特的光电性能,多年来一直受到广泛研究,在电致发光、新型电池、新型材料、催化及分子探针等领域显示了很好的应用前景。近红外探针在生物样品分析中的作用日益显现,尤其是定位癌细胞的近红外探针发展尤为迅速。近年来,设计含有酞菁结构的近红外探针一直是热点,吕丰和黄剑东分别合成出半乳糖酞菁锌和叶酸酞菁硅用来定位癌细胞。但是这些探针分子量都过大,限制了其应用。同时在合成方面传统酞菁的合成方法需要的温度较高,对环境要求苛刻,如何高效并在温和条件下合成并分离出酞菁配合物是酞菁近红外探针研究的基础。 为了解决这个问题,本文实验对酞菁配合物的合成和分离过程进行了简化,并设计合成了分子量更小的近红外亚酞菁探针,具体内容如下: 首先,本文通过改变原料邻苯二腈上不同的取代基和原料金属配位离子,在温和条件下采用催化剂法合成出了具有不同取代基团的酞菁配合物:四取代硝基酞菁钴、四取代硝基酞菁锌、四取代氨基酞菁钻、四取代氨基酞菁锌。采取柱层析分离获得较纯的目标化合物并进行表征和性质分析,简化了实验过程,提高了合成效率。选择4-氨基邻苯二腈、钼酸铵作为原料,合成三取代氨基亚酞菁钴、三取代氨基亚酞菁锌。首次给出了亚酞菁的固相合成法的反应机理。通过紫外-可见吸收光谱,研究了不同酞菁配合物在溶剂中的紫外可见最大吸收波长的影响因素。研究表明:供电子基团的引入会使得酞菁配合物紫外-可见最大吸收波长红移;金属离子的引入会使得酞菁配合物的紫外-可见最大吸收波长红移,且中心离子不同,位移程度不同;极性大的溶剂会使得酞菁配合物的紫外-可见最大吸收波长红移;酞菁配合物的紫外-可见最大吸收波长红移程度要大于亚酞菁配合物。 其次,本文对氨基亚酞菁钴和氨基亚酞菁锌进行荧光发射光谱测定,研究表明设计合成的氨基亚酞菁锌在620 nm的激发波长下,发射光谱在700 nm。而氨基亚酞菁钴在650 nm的激发波长下,荧光很快发生了猝灭。 再次,亚氨基酞菁锌和叶酸通过特异选择性羧基基团上的酰胺反应,设计合成出叶酸修饰的亚酞菁类配合物。通过MTT细胞实验,对叶酸亚酞菁和氨基亚酞菁、氨基酞菁进行Hela细胞毒性实验,实验表明叶酸亚酞菁对Hela细胞有良好的抑制效果,当浓度为2 mg/mL时,抑制率超过半数,达到66.9%。用叶酸修饰的亚酞菁配合物,修饰性的功能基团叶酸中的蝶酸部分可以特异性的选择癌细胞,相对叶酸酞菁,亚酞菁分子量更小,同时用叶酸修饰合成的目标分子上特异性选择基团(叶酸)基团数目更多。裸鼠活体成像实验结果表明,叶酸亚酞菁锌作为近红外探针,生物相容性得到提高,体内完全代谢时间达到10h以上,同时探针在裸鼠肿瘤部位肝肾部位聚集,具有一定的靶向效果。