Tóm tắt luận án: Thiết kế, tổng hợp một số sensor huỳnh quang từ dẫn xuất của cyanine và coumarin để xác định biothiol và Hg(II)

Tóm tắt luận án: Thiết kế, tổng hợp một số sensor huỳnh quang từ dẫn xuất của cyanine và coumarin để xác định biothiol và Hg(II) có nội dung gồm 3 chương. Chương 1: tổng quan về tài liệu. Chương 2: nội dung và phương pháp nghiên cứu, trình bày các quy trình tổng hợp các sensor: tổng hợp sensor L, tổng hợp AMC, Chương 3: kết quả và thảo luận, nêu lên những nghiên cứu thiết kế tổng hợp sensor L, nghiên cứu lý thuyết đặc tính của L, phân tích đặc tính huỳnh quang của sensor L,... Để tìm hiểu sâu hơn, mời các bạn cùng xem và tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án: Thiết kế, tổng hợp một số sensor huỳnh quang từ dẫn xuất của cyanine và coumarin để xác định biothiol và Hg(II)241(c). Các sensor huỳnh quang Hg2L2 và AMC đều có thể pháthiện Cys trong dung dịch với lượng nhỏ dung môi hữu cơ, thời giancủa phản ứng xảy ra nhanh, có thể phát hiện được Cys với nồng độthấp hơn trong nội bào và thấp hơn so với các sensor đã công bố.5. Đã sử dụng phương pháp TD-DFT để nghiên cứu đặc tínhhuỳnh quang của các chất dựa trên hình học tối ưu tại trạng thái cơbản và các trạng thái kích thích; kết hợp với sử dụng phương phápphân tích NBO để xem xét sự biến đổi đặc tính huỳnh quang của cácchất dựa trên nghiên cứu bản chất các liên kết. Kết quả tính toán chothấy, ion Hg(II) gây nên phản ứng tạo phức với L dẫn đến làm giảmkhoảng cách năng lượng giữa HOMO và LUMO, đồng thời làm thayđổi hệ liên hợp electron π, là nguyên nhân dẫn đến sự dập tắt huỳnhquang trong phức Hg2L2. Sự phát xạ huỳnh quang của AMC, AMCCys, AMC-Hcy và AMC-GSH đều xuất phát từ các trạng thái kíchthích electron ở mức cao (S2, S4) về trạng thái cơ bản S0. Đây là mộttrường hợp ngoại lệ của quy tắc Kasha.MỞ ĐẦUGlutathione (GSH), Cysteine (Cys) và Homocysteine (Hcy) làlà những hợp chất thiol, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinhhọc. Mức độ bất thường của các biothiol có liên quan đến nhiều loạibệnh. Thủy ngân là một trong những chất gây ô nhiễm nguy hiểm vàphổ biến, ảnh hưởng nghiêm trọng về sức khỏe con người. Vì vậy,việc xác định biothiol trong tế bào, hàm lượng thủy ngân trong cácnguồn nước là rất quan trọng trong sự chẩn đoán sớm các bệnh liênquan, bảo vệ môi trường sống và hiện đang thu hút sự quan tâm củacác nhà khoa học trong và ngoài nước.Có nhiều phương pháp đã được áp dụng phát hiện cácbiothiol và ion Hg(II) như phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao(HPLC), phương pháp phổ khối lượng (MS),…,và phương pháphuỳnh quang. Trong đó, phương pháp huỳnh quang có nhiều ưu điểmhơn, đó là không đòi hỏi thiết bị máy móc đắt tiền, dễ thực hiện, íttốn kém, và áp dụng phân tích cho nhiều đối tượng, đặc biệt có thểphân tích các chất trong tế bào sống.Phương pháp huỳnh quang được Giáo sư Anthony W.Czarnik ở Đại học Quốc gia Ohio nghiên cứu và đề xuất cách tiếpcận mới trong lĩnh vực sensor quang học vào năm 1992. Với nhữngưu thế của phương pháp huỳnh quang, nên trong nhiều năm qua, cácnghiên cứu về sensor huỳnh quang nhằm phát hiện các ion kim loại,anion, đặc biệt các phân tử sinh học luôn thu hút sự quan tâm củacác nhà khoa học trong và ngoài nước với số lượng các sensorhuỳnh quang mới được công bố ngày càng nhiều trên thế giới. ỞViệt Nam, việc nghiên cứu sensor huỳnh quang bắt đầu từ năm 2007bởi tác giả Dương Tuấn Quang.Để xác định các biothiol, các nghiên cứu đã thiết kế sensorhuỳnh quang dựa trên các phản ứng đặc trưng của biothiol, phản ứngtrao đổi phức (phức của chất huỳnh quang với ion Cu(II)…). Cácnghiên cứu về sensor huỳnh quang phát hiện ion Hg(II) đã dựa trêncác phản ứng đặc trưng của ion Hg(II) và dựa trên phản ứng tạo phứcgiữa ion Hg(II) với các phối tử -O, -N, -S trong vòng hoặc ở mạch hở.2Tuy nhiên, đa phần các sensor này vẫn tồn tại một số hạn chế như sửdụng một lượng lớn dung môi hữu cơ, giới hạn phát hiện còn cao, cóbước sóng phát xạ ngắn gây ảnh hưởng đến tế bào, và phản ứng giữasensor với chất phân tích xảy ra chậm. Hiện nay, các nhà khoa học trênthế giới vẫn đang tiếp tục nghiên cứu thiết kế các sensor huỳnh quang cóđộ nhạy và độ chọn lọc cao để phát hiện các biothiol và ion Hg(II).Hiện nay, hoá tính toán đã trở thành công cụ quan trọngtrong nghiên cứu hoá học nói chung và nghiên cứu sensor huỳnhquang nói riêng. Sự kết hợp hóa tính toán với nghiên cứu thựcnghiệm là hướng nghiên cứu hiện đại. Tuy nhiên, hiện vẫn còn rất ítsensor huỳnh quang nghiên cứu theo hướng này được công bố.Trước những thực trạng trên, chúng tôi thực hiện đề tài:Thiết kế, tổng hợp một số sensor huỳnh quang từ dẫn xuất củacyanine và coumarin để xác định biothiol và Hg(II) .Những đóng góp mới của luận án:- Sensor L mới được thiết kế từ dẫn xuất cyanine đã đượccông bố, phát hiện chọn lọc ion Hg(II) dựa trên phản ứng tạophức, hoạt động theo kiểu ON-OFF; phức chất của Hg(II) với L(Hg2 L2) phát hiện chọn lọc Cys dựa trên phản ứng trao đổi phức,hoạt động theo kiểu tắt-bật (OFF-ON). Giới hạn phát hiện và giớihạn định lượng ion Hg(II) bằng L tương ứng là 11,8 μg/L và 39,3μg/L hay 0,059 μM và 0,19 μM; giới hạn phát hiện và giới hạnđịnh lượng Cys bằng Hg2 L2 tương ứng là 0,2 μM và 0,66 μM.- Sensor AMC mới được thiết kế từ dẫn xuất coumarin đãđược công bố, phát hiện chọn lọc Cys dựa trên phản ứng cộngMichael, hoạt động theo kiểu dựa trên sự biến đổi tỷ lệ cường độhuỳnh quang ở hai bước sóng. Giới hạn phát hiện và giới hạn địnhlượng Cys được xác định tương ứng là 0,5 μM và 1,65 μM.- L và AMC được nghiên cứu bằng sự kết hợp linh hoạtnghiên cứu tính toán hóa lượng tử với nghiên cứu thực nghiệm.CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...