用于监控过氧化氮的近红外荧光探针的光物理性质及PET机理

含有机硒的七甲川菁染料是基于光诱导电子转移(PET)的近红外(IR)荧光探针,能在生理条件下高灵敏、高选择性地监控过氧化氮.本文应用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算方法研究其光物理性质和PET机理.结果表明,在激发态,荧光母体发生最高占有分子轨道(HOMO)到最低非占有分子轨道(LUMO)的电子跃迁,识别基团上的HOMO轨道能级提高到荧光母体的单电子占据的HOMO轨道能级之上,并向其转移一个电子,使激发态电子回落过程受阻而导致荧光部分淬灭.硒被氧化后,识别基团上的HOMO轨道能级降低,PET过程被阻断,荧光发射恢复.研究进一步证明,PET效应来自于识别基团上苯胺N原子的p电子,它的电子转移能力受到其对位苯硒基的氧化-还原状态的影响,产生了荧光信号的"开-关"作用.