膽紅素二甲酯與銅離子配合物的激發態光譜特性研究

閆姝君，劉陽依，和曉曉，鄭 名，曹瀟丹，徐建華，陳縉泉

華東師范大學精密光譜科學與技術國家重點實驗室，上海 200062

引 言

金屬離子會對BR/BRE的熒光特性產生影響，不同于Zn2+的熒光增強作用，Cu2+對BRE有明顯的熒光猝滅。研究表明，高膽紅素血癥和膽結石等疾病與BR和Cu2+有關[3-5]，研究膽紅素及其類似物與Cu2+的相互作用對這些疾病的防治有重要意義。線性四吡咯分子為適應與中心離子的配合，一般從原來的鏈式結構轉變成類似卟啉的環狀結構，一個Cu2+與一個BR/BRE分子的四個中心吡咯氮配位，形成金屬中心的方形平面結構(圖1)。BRE本身熒光量子產率較低，原因是吡咯環的振動使大部分激發態分子以無輻射方式弛豫回基態[6]。BRE與Cu2+配位后可能發生能級耦合產生新的非輻射退激發通路導致熒光減弱，但是有關Cu2+對BRE熒光的猝滅機制，還需進一步的研究。

圖1 BR，BRE及其與Cu2+配合物的分子結構示意圖Fig.1 Schematic structures of BR，BRE and Cu2+ complex

激發態分子的退激發過程一般發生在超快時間尺度內，傳統穩態光譜技術無法觀測。本文采用可見和近紅外波段飛秒瞬態吸收光譜技術研究了BRE與Cu2+配合物的激發態光譜特性，不僅對其可見光波段的光譜進行了分析，還結合紅外區域的光譜發現了Cu2+對BRE的熒光猝滅機制，首次提出并證實了熒光猝滅的原因是配體到金屬的電荷轉移(ligand-to-metal charge transfer,LMCT)。與BRE本身相比，這個電荷轉移態為BRE-Cu2+配合物增加了一條非輻射退激發通路，使其熒光量子產率減小為BRE的～5%。通過擬合配合物激發態光譜的動力學曲線得到兩個壽命，分別為11 ps和186 ps?！?br>