English

• 近年来, 生物体内微环境、离子和小分子的荧光识别受到了研究者的广泛关注, 因为这些物质在生命体内发挥着不可或缺的作用^[1].在各种阴离子中, 氟离子具有最高的电荷密度、最小的离子半径和强路易斯碱性, 是最重要的微量元素之一.它与人类健康和环境问题密切相关^[2], 环境中的氟很容易通过水进入到人体中, 适量的氟可以治疗骨质疏松和牙齿疾病, 而过量的氟可能导致急性胃和肾脏疾病^[3]、氟骨病^[4]等.因此对氟离子的检测和追踪就显得尤为重要^[5].

  近红外分子探针^[6]作为荧光分析法的重要工具之一, 越来越多地被用于生物体系中离子和小分子的检测^[7].近红外(＞650 nm)区域的光在传播过程中受到的干扰小, 对物质透射性高, 光能量低, 在透过生物细胞时对其损伤较低; 而且在此光谱区, 生物体里小分子自身的吸收和发射最小, 可以避免生物体散射光以及自荧光对检测造成影响^{[1a, 8]}.

  近年来, 基于氟离子与识别基团的共价或非共价作用, 研究者们设计合成了众多的氟离子探针, 然而吸收和发射在近红外区域的氟离子探针仍然比较少见^[9].硼氟二吡咯化合物(Boron Dipyrromethene, BODIPY)因其具有良好的光谱性质而被广泛关注, 如荧光量子产率高、摩尔吸收系数大、光稳定性好、结构易于修饰等优点^[10]. BODIPY的可修饰性强, 通过适当的化学修饰可以设计一系列具有近红外吸收和发射的荧光染料^[11].

  近红外BODIPY荧光染料的合成方法有很多种, 其中最常用的方法之一是通过使用苯环^[12]、菲^[13]、噻吩^[14]、苯并噻吩^[15]等杂环或者芳环与BODIPY母核稠合, 使其共轭体系扩大, 紫外吸收和发光光谱红移.目前文献报道了少量基于芳环稠合BDOIPY的氟离子荧光探针^[16].芳环稠合可以使BODIPY结构刚性增加, 减少分子内基团转动引发的能量损失, 从而增强荧光^[17].然而芳环稠合BODIPY的合成较为困难.我们设计了一种萘环稠合BODIPY的合成方法, 通过理性选择原料, 在一步反应中实现了Suzuki-Miyaura-Knoevenagel的偶联缩合反应, 得到稠环BODIPY^[18].反应方法简单高效, 合成的不对称萘环稠合BODIPY的3-位甲基可进一步修饰, 引入离子检测基团, 得到近红外的荧光分子探针.

  以开发近红外荧光氟离子探针为目标, 选取新型萘环稠合BODIPY为发光体, 设计了一个比率计量型和荧光猝灭型探针.探针分子的合成路线如Scheme 1所示, 以2-位碘代BODIPY和(2-甲酰基)苯硼酸为原料, 合成萘环稠合BODIPY 3, 萘环的稠合扩展了BODIPY的π共轭体系, 使其光谱发生红移.在此基础上, 本工作继续对不对称的萘环稠合BODIPY 3进行修饰, 利用Knoevenagel缩合反应在其3-位引入含有Si—O键的离子识别基团, 合成了一种新型不对称萘环稠合BODIPY探针分子5.利用氟离子对Si—O键的特异性断裂能力, 使探针分子5发生结构变化, 产生酚氧离子, 从而使其光谱发生红移, 分子内电荷转移的产生使荧光猝灭.我们对探针结构的变化做了详细的分析, 并尝试将其用于细胞中氟离子的检测.

  图式 1

  

  图式 1.  探针分子5的合成路径

  Scheme 1.  Synthetic route of probe 5

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  1.   结果与讨论

  1.1   探针分子5的阴离子识别性能研究

  在乙腈溶液中, 探针分子5表现出BODIPY特有的吸收峰型, 在615 nm处表现出强而尖锐的紫外吸收峰, 对应于S₀→S₁的跃迁, 同时伴随着一个580 nm的肩峰.为了考察探针分子5在溶液状态下对不同阴离子的响应性, 我们将其溶解于乙腈中, 并配制成1.0×10^－5 mol/L的溶液, 向其分别加入300 equiv.(即3.0×10^－3 mol/L)阴离子的乙腈溶液(Cl^－, Br^－, F^－, I^－, PO₄^3－, HSO₃^－, NO₂^－, SO₄^2－, CO₃^2－, NO₃^－), 通过紫外-可见光谱进行检测(图 1).结果表明:相同条件下, 在加入除F^－以外的其它离子时, 探针分子5的紫外吸收出峰位置不变, 只是强度发生了极少的变化.而当加入F^－时, 615 nm附近强的吸收峰和358 nm附近较弱的吸收峰分别红移至716和404 nm, 主吸收峰红移了101 nm, 进入近红外区域, 强度较之前减小, 峰型变宽(图 1A), 这使得探针5可用于肉眼检测F^－.加入不同浓度氟化四丁基铵(TBAF)溶液, 如图 1B所示, 随着F^－浓度的增加, 615 nm处的吸收峰逐渐消失, 716 nm处的吸收峰强度逐渐增加, 交点出现在635 nm, 可用于氟离子的定量分析.

  图 1

  

  图 1.  探针5 (10 μmol•L^－1)的乙腈溶液中加入300 equiv.阴离子溶液(A)和加入不同浓度TBAF溶液(B)之后的紫外-可见光谱图

  Figure 1.  Absorption spectra of probe 5 (10 μmol•L^－1) in CH₃CN after the addition of 300 equiv. various anions (A) and various concentrations of TBAF (B)

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  探针分子5在乙腈溶液中表现出强而宽的发射峰, 其最大发射波长在648 nm.我们对探针5的荧光检测性能进行了研究.从图 2A可以看出, 当加入除F^－之外的其它阴离子时, 荧光光谱没有发生变化, 但是当F^－加入时, 荧光的发射峰消失, 发生了荧光猝灭.为了详细研究荧光猝灭和离子浓度之间的定量关系, 我们做了不同浓度F^－的滴定实验.如图 2B所示, 随着F^－浓度的增加, 648 nm附近的荧光强度逐渐减低, 直至完全消失. 648 nm处的荧光强度与F^－浓度呈现很好的线性关系, 线性相关系数R²＝0.9963(图 2B中的插图).荧光对F^－浓度的响应范围为0~63 μmol•L^－1.这些测试结果表明, 探针分子5对氟离子具有较高的选择性, 可作为氟离子的比率计量型和近红外荧光“turn off”型探针.

  图 2

  

  图 2.  探针5 (10 μmol•L^－1)的乙腈溶液中加入300 equiv.不同阴离子溶液(A)和滴加不同浓度TBAF溶液(B)的荧光发射光谱(激发波长为600 nm)

  Figure 2.  Fluorescence spectra of probe 5 (10 μmol•L^－1) in CH₃CN after the addition of 300 equiv. various anions (A) and various concentrations of TBAF (λ_ex＝600 nm) (B)

  The insert shows the linear relationship between the emission intensity of probe and concentrations of TBAF

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  (1)

  1.2   探针分子5对氟离子的检测机理研究

  由于氟和硅之间具有很强的亲和力, 氟离子的加入很容易使探针分子5中的Si—O键断裂, 产生去保护的BODIPY阴离子[5-O]^－ (Eq. 1), 高分辨质谱中发现m/z513.4632的峰即归属于这一物质.这种结构上的变化现象与已发表文献中一致^{[16, 19]}. [5-O]^－中的酚盐离子与BODIPY很好地共轭, 从而产生很强的分子内电荷转移效应(ICT), 使荧光发生猝灭.

  为了深入研究F^－对BODIPY探针结构和光谱性质的影响, 我们利用Gaussian 09软件进行了理论计算.首先使用B3LYP/6-31G(d)的函数和基组对探针分子5及去保护的[5-O]^－结构进行优化, 之后利用含时密度泛函理论(TD-DFT)对这两个化合物的电子结构和光谱进行了计算.如图 3所示, 两个化合物的吸收光谱主要来自最高占据轨道(HOMO)到最低空轨道(LUMO)之间的跃迁.探针分子5的HOMO和LUMO主要离域在BODIPY母核上和3-位取代苯环上, 而失去硅烷之后的[5-O]^－分子的HOMO和LUMO更多地离域到酚氧负离子上.因此, 给电子的酚氧基团对[5-O]－分子S1激发态的分子内电荷转移有重要贡献.这可能就是探针分子结合F^－之后产生荧光猝灭的原因^[9].探针分子5和去保护的[5-O]^－分子的HOMO-LUMO能级差分别为2.23和1.83 eV, HOMO-LUMO能级差的降低使紫外-可见光谱红移, 这与实验得到的结果吻合.

  图 3

  

  图 3.  BODIPY 5及去保护产物[5-O]^－的前线分子轨道图及能级图

  Figure 3.  Energy diagram of the frontier π-MOs of BODIPY 5 and [5-O]^－

  The nodal patterns are shown at an isosurface value of 0.04 a.u. The MO energies for [5－O]^－ are plotted against a secondary axis

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  1.3   荧光探针在活体细胞中的成像研究

  我们使用活的HeLa细胞作为研究对象, 对探针5在活体细胞中检测F^－的性能进行了成像分析.如图 4A所示, 37 ℃下将HeLa细胞与10 μmol•L^－1 BODIPY 5孵育1 h, 细胞表现出较强的红色荧光, 表明探针具有良好的膜透性.随后, 将F^－加入到细胞中培养1 h, 用磷酸盐缓冲溶液清洗, 除去多余的F^－.如图 4B所示, F^－的加入明显地猝灭了探针分子的荧光. 图 4C和4D是使用特异性荧光染料Hoechst 33342^[20]染色的细胞核的荧光.由明场图 4E和4F可以看出, 在成像实验过程中细胞具有较好的活性.从图 4G融合图像可以看出, 探针5主要聚集在细胞中细胞核周围的细胞质中, 通过细胞核和细胞质荧光的对比发现, 探针分子5可以很好地穿透细胞膜进入细胞质, 并用于活细胞中F^－的荧光检测.

  图 4

  

  图 4.  5在Hela细胞中对氟离子的成像分析

  Figure 4.  Laser confocal micrographs of 5-incubated Hela cells

  In the absence (A, C, E, G) and presence (B, D, F, H) of TBAF (λ_ex＝600 nm). (A) and (B) show the intracellular fluorescence of 5, (C) and (D) show the fluorescence of cell nucleus stained by Hoechst 33342, (E) and (F) are the bright field images, (G) and (H) are the merged images. Hela cells were incubated with 10 μmol•L^－1 5 for 1 h at 37 ℃. For F^－ imaging, the 5-incubated Hela cells were subsequently incubated with 100 μmol•L^－1 TBAF for 1 h at 37 ℃.

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  2.   结论

  设计合成了一种新型不对称萘环稠合BODIPY探针分子5, 通过质谱、氢谱对化合物的结构进行了表征.探针分子5对F^－有特异性紫外和荧光响应.由于F^－选择性地断裂Si—O键, 在F^－存在时, 探针的紫外-可见光谱红移100 nm至近红外区域(716 nm), 可用于肉眼比色检测F－.而荧光则发生猝灭. TD-DFT理论研究表明, 荧光的猝灭可能是由分子内的电荷转移引起的.细胞成像研究也证实了在活细胞中探针分子5对氟离子具有很好的专一选择性.以上研究为生物体内检测F^－提供了一种有效的方法.

  3.   实验部分

  3.1   仪器与试剂

  核磁共振氢谱和碳谱在Bruker DRX400核磁共振仪上测试; 质谱在Agilent 6110 HPLC-MS上测试; 紫外-可见光谱在Shimadzu 3010光谱仪上测试; 荧光光谱在Edinburgh FS5光谱仪上测试, 石英比色皿为1 cm×1 cm; 细胞成像实验所用荧光共聚焦显微镜为德国Zeiss CLSM LSM700.

  化合物1和2的合成方法参考已报道的文献[21], 化合物3的合成参见我们之前报道的文献[18].其它化学试剂均购置于萨恩化学技术(上海)有限公司, 除非特殊说明, 否则都是直接使用.细胞核特异性荧光标记物Hoechst 33342购于Invitrogen (Carlsbad, CA, USA).所用光谱测试用到的溶剂都是光谱纯试剂(Sigma-Aldrich), CH₂Cl₂使用前用氢化钙回流重蒸.

  3.2   化合物4的合成

  在100 mL茄型瓶中加入化合物3 (30 mg, 0.07 mmol)、对羟基苯甲醛(11 mg, 0.09 mmol)、对甲苯磺酸(1 mg, 催化量)、甲苯15 mL和哌啶1 mL.安装Dean- Stark装置, 将混合溶液加热回流1 h, 直至所用溶剂全部蒸干, 用乙酸乙酯将粗产物溶解, 之后旋蒸除去溶剂, 乙酸乙酯/石油醚(体积比为7:3)作洗脱剂, 用硅胶柱分离得到20 mg黑色固体, 产率53%. m.p. 262~264 ℃; UV-Vis (CH₂Cl₂) λ_max: 620 nm; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.25 (d, J＝8.2 Hz, 1H), 7.95 (d, J＝9.2 Hz, 1H), 7.82 (d, J＝7.0 Hz, 1H), 7.69~7.75 (m, 2H), 7.58 (dd, J＝7.4, 3.6 Hz, 5H), 7.32~7.51 (m, 6H), 6.89 (d, J＝8.6 Hz, 2H), 6.75 (s, 1H), 2.02 (s, 3H), 1.50 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 191.50, 162.26, 158.10, 147.57, 146.10, 140.89, 140.37, 135.18, 132.56, 131.87, 130.48, 129.99, 129.72, 129.45, 129.30, 128.76, 127.04, 124.72, 124.34, 124.07, 123.83, 120.23, 118.96, 116.09, 34.90, 34.56, 31.93, 30.22, 29.37, 15.35, 14.92; ESI MS m/z 514.06 (M⁺). Anal. calcd for C₃₃H₂₅BF₂N₂O: C 77.06, H 4.90, N 5.45; found C 77.15, H 4.92, N 5.39.

  3.3   探针分子5的合成

  在100 mL茄形瓶中加入化合物4 (10 mg, 0.02 mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP, 1 mg, 0.008 mmol), 15 mL新蒸CH₂Cl₂.室温搅拌溶解, 之后加入3滴三乙胺, 继续搅拌10 min.将三异丙基氯硅烷(0.02 mL, 0.1 mmol)加入反应液中, 室温搅拌反应4 h.反应结束后加入10 mL蒸馏水, 然后用CH₂Cl₂萃取, 无水硫酸钠干燥得到有机相.乙酸乙酯/石油醚(体积比1:9)作洗脱剂, 硅胶柱层析提纯得到13 mg黑色固体, 产率96%. m.p. 248~250 ℃; UV-Vis (CH₂Cl₂) λ_max: 621 nm; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.25 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 7.95 (d, J＝9.1 Hz, 1H), 7.84~7.80 (m, 1H), 7.76~7.79 (m, 2H), 7.57 (dd, J＝5.8, 2.9 Hz, 5H), 7.36~7.52 (m, 5H), 6.92 (d, J＝8.6 Hz, 2H), 6.75 (s, 1H), 2.02 (s, 3H), 1.50 (s, 3H), 1.29~1.33 (m, 3H), 1.12 (d, J＝7.2 Hz 18H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 158.24, 157.84, 147.71, 147.64, 147.13, 145.89, 145.51, 140.91, 140.06, 138.58, 138.49, 136.93, 135.36, 133.56, 133.29, 131.76, 130.53, 130.07, 129.75, 129.71, 129.28, 129.21, 128.82, 126.94, 124.50, 124.27, 124.22, 124.01, 123.84, 120.50, 120.14, 119.13, 116.80, 116.28, 37.13, 34.90, 34.55, 31.96, 30.23, 17.93, 15.36, 14.93, 12.75; ESI MS m/z: 670.18 (M⁺). Anal. calcd for C₄₂H₄₅BF₂N₂OSi: C 75.21, H 6.76, N 4.18; found C 75.32, H 6.80, N 4.22.

  3.4   理论计算

  密度泛函理论(DFT)构型优化使用高斯G09W软件包^[22]进行, 选用B3LYP函数, 6-31G(d, p)基组, 电子结构和光谱的计算采用TD-DFT方法.

  3.5   细胞成像实验

  将HeLa细胞接种于35 mm共聚焦培养皿中, 细胞培养液组成为杜氏改良Eagle培养液(DMEM)加体积分数为10%胎牛血清, 并置于体积分数为5% CO₂、37 ℃的二氧化碳培养箱中培养24 h使细胞贴壁.另外配制1.0 mmol/L BODIPY 5的乙腈溶液, 并用磷酸盐缓冲溶液(PBS)稀释至10 μmol/L.将贴壁后的细胞用10 μmol/L探针溶液培养30 min, 接着用0.01 mol/L PBS缓冲液洗涤细胞三次, 用Zeiss CLSM LSM700共聚焦荧光成像显微镜进行成像分析.将HeLa细胞用100 μmol/L TBAF溶液孵育10 min后加入10 μmol/L探针孵育30 min, PBS缓冲液洗涤后进行成像分析.成像条件为采用405 nm激光器激发Hoechst 33342, 发射波长收集范围420到480 nm; 633 nm氦氖激光器激发BODIPY 5, 发射波长收集范围为645到700 nm.

  辅助材料(Supporting information)  BODIPY 4和5的核磁、高分辨质谱以及探针分子5在乙腈和酸、碱环境中的紫外和荧光光谱图.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

• 1. [1]

     (a) Kowada, T.; Maeda, H.; Kikuchi, K. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 4953.
     (b) Zhu, H.; Fan, J.; Du, J.; Peng, X. Acc. Chem. Res. 2016, 49, 2115.

  2. [2]

     Duke, R. M.; Veale, E. B.; Pfeffer, F. M.; Kruger, P. E.; Gunnlaugsson, T. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 3936. doi: 10.1039/b910560n

  3. [3]

     Bassin, E. B.; Wypij, D.; Davis, R. B.; Mittleman, M. A. Cancer, Causes Control, Pap. Symp. 2006, 17, 421. doi: 10.1007/s10552-005-0500-6

  4. [4]

     Wong, M. H.; Fung, K. F.; Carr, H. P. Toxicol. Lett. 2003, 137, 111. doi: 10.1016/S0378-4274(02)00385-5

  5. [5]

     (a) Zhang, S. L.; Peng, X. J. J. Chem. Eng. 2016, 191(in Chinese).
     (张世玲, 彭孝军, 化工学报, 2016, 191.)
     (b) Zhang, H. M.; Wu, Y. C.; You, J. Y.; Cao, L.; Ding, S.; Jiang, K.; Wang, C. Y. Chin. J. Org. Chem. 2016, 36, 2559(in Chinese).
     (张惠敏, 吴彦城, 尤嘉宜, 曹梁, 丁沙, 蒋凯, 汪朝阳, 有机化学, 2016, 36, 2559.)

  6. [6]

     Barbieri, A.; Bandini, E.; Monti, F.; Praveen, V. K.; Armaroli, N. Top. Curr. Chem. 2016, 374, 47. doi: 10.1007/s41061-016-0048-9

  7. [7]

     Fernandez, A.; Vendrell, M. Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 1182. doi: 10.1039/C5CS00567A

  8. [8]

     (a) Guo, Z.; Park, S.; Yoon, J.; Shin, I. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 16.
     (b) Yuan, L.; Lin, W.; Zheng, K.; He, L.; Huang, W. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 622.

  9. [9]

     Zou, B.; Liu, H.; Mack, J.; Wang, S.; Tian, J.; Lu, H.; Li, Z.; Shen, Z. RSC Adv. 2014, 4, 53864. doi: 10.1039/C4RA06416J

  10. [10]

      (a) Kamkaew, A.; Lim, S. H.; Lee, H. B.; Kiew, L. V.; Chung, L. Y.; Burgess, K. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 77.
      (b) Boens, N.; Leen, V.; Dehaen, W. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 1130.

  11. [11]

      (a) Lu, H.; Mack, J.; Yang, Y.; Shen, Z. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 4778.
      (b) Lu, B. W.; Meng, S. X.; Feng, Y. Q. Chin. J. Org. Chem. 2018, 38, 350(in Chinese).
      (卢博为, 孟舒献, 冯亚青, 有机化学, 2018, 38, 350.)
      (c) Wang, S.; Liu, H.; Mack, J.; Tian, J.; Zou, B.; Lu, H.; Li, Z.; Jiang, J.; Shen, Z. Chem. Commun. 2015, 51, 13389.
      (d) Wu, Q.; Wu, Y.; Yu, C.; Wang, Z.; Hao, E.; Jiao, L. Sens. Actuators, B 2017, 253, 1079.
      (e) Ni, Y.; Wu, J. Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 3774.

  12. [12]

      (a) Ni, Y.; Zeng, W.; Huang, K.-W.; Wu, J. Chem. Commun. 2013, 49, 1217.
      (b) Wakamiya, A.; Murakami, T.; Yamaguchi, S. Chem. Sci. 2013, 4, 1002.

  13. [13]

      (a) Shen, Z.; Röhr, H.; Rurack, K.; Uno, H.; Spieles, M.; Schulz, B.; Reck, G.; Ono, N. Chem.-Eur. J. 2004, 10, 4853.
      (b) Descalzo, A. B.; Xu, H.-J.; Xue, Z.-L.; Hoffmann, K.; Shen, Z.; Weller, M. G.; You, X.-Z.; Rurack, K. Org. Lett. 2008, 10, 1581.

  14. [14]

      Umezawa, K.; Nakamura, Y.; Makino, H.; Citterio, D.; Suzuki, K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1550. doi: 10.1021/ja077756j

  15. [15]

      Wu, Y.; Cheng, C.; Jiao, L.; Yu, C.; Wang, S.; Wei, Y.; Mu, X.; Hao, E. Org. Lett. 2014, 16, 748. doi: 10.1021/ol4034622

  16. [16]

      Gai, L.; Mack, J.; Lu, H.; Nyokong, T.; Li, Z.; Kobayashi, N.; Shen, Z. Coord. Chem. Rev. 2015, 285, 24. doi: 10.1016/j.ccr.2014.10.009

  17. [17]

      (a) Sheng, W.; Zheng, Y.-Q.; Wu, Q.; Wu, Y.; Yu, C.; Jiao, L.; Hao, E.; Wang, J.-Y.; Pei, J. Org. Lett. 2017, 19, 2893.
      (b) Sheng, W.; Cui, J.; Ruan, Z.; Yan, L.; Wu, Q.; Yu, C.; Wei, Y.; Hao, E.; Jiao, L. J. Org. Chem. 2017, 82, 10341.
      (c) Zhou, X.; Wu, Q.; Feng, Y.; Yu, Y.; Yu, C.; Hao, E.; Wei, Y.; Mu, X.; Jiao, L. Chem.-Asian J. 2015, 10, 1979.

  18. [18]

      Zhou, Z.; Zhou, J.; Gai, L.; Yuan, A.; Shen, Z. Chem. Commun. 2017, 53, 6621. doi: 10.1039/C7CC02918G

  19. [19]

      Bozdemir, O. A.; Sozmen, F.; Buyukcakir, O.; Guliyev, R.; Cakmak, Y.; Akkaya, E. U. Org. Lett. 2010, 12, 1400. doi: 10.1021/ol100172w

  20. [20]

      Huang, L.; Luo, Y.; Sun, X.; Ju, H.; Tian, J.; Yu, B.-Y. Biosens. Bioelectron. 2017, 92, 724. doi: 10.1016/j.bios.2016.10.004

  21. [21]

      Lu, H.; Wang, Q.; Gai, L.; Li, Z.; Deng, Y.; Xiao, X.; Lai, G.; Shen, Z. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 7852. doi: 10.1002/chem.201200169

  22. [22]

      Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery Jr., J. A.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M. J.; Heyd, J.; Brothers, E. N.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A. P.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, N. J.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gom-perts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, Ö.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Revision B.01, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009. http://med.wanfangdata.com.cn/Paper/Detail/PeriodicalPaper_PM16241126

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  图式 1  探针分子5的合成路径

  Scheme 1  Synthetic route of probe 5

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  图 1  探针5 (10 μmol•L^－1)的乙腈溶液中加入300 equiv.阴离子溶液(A)和加入不同浓度TBAF溶液(B)之后的紫外-可见光谱图

  Figure 1  Absorption spectra of probe 5 (10 μmol•L^－1) in CH₃CN after the addition of 300 equiv. various anions (A) and various concentrations of TBAF (B)

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  图 2  探针5 (10 μmol•L^－1)的乙腈溶液中加入300 equiv.不同阴离子溶液(A)和滴加不同浓度TBAF溶液(B)的荧光发射光谱(激发波长为600 nm)

  Figure 2  Fluorescence spectra of probe 5 (10 μmol•L^－1) in CH₃CN after the addition of 300 equiv. various anions (A) and various concentrations of TBAF (λ_ex＝600 nm) (B)

  The insert shows the linear relationship between the emission intensity of probe and concentrations of TBAF

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  图 3  BODIPY 5及去保护产物[5-O]^－的前线分子轨道图及能级图

  Figure 3  Energy diagram of the frontier π-MOs of BODIPY 5 and [5-O]^－

  The nodal patterns are shown at an isosurface value of 0.04 a.u. The MO energies for [5－O]^－ are plotted against a secondary axis

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  图 4  5在Hela细胞中对氟离子的成像分析

  Figure 4  Laser confocal micrographs of 5-incubated Hela cells

  In the absence (A, C, E, G) and presence (B, D, F, H) of TBAF (λ_ex＝600 nm). (A) and (B) show the intracellular fluorescence of 5, (C) and (D) show the fluorescence of cell nucleus stained by Hoechst 33342, (E) and (F) are the bright field images, (G) and (H) are the merged images. Hela cells were incubated with 10 μmol•L^－1 5 for 1 h at 37 ℃. For F^－ imaging, the 5-incubated Hela cells were subsequently incubated with 100 μmol•L^－1 TBAF for 1 h at 37 ℃.

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