Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özetlere göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

2005

4'-dioktilamino-3-hidroksiflavon temelli floresans probların sentezleri ve özelliklerinin incelenmesi

The synthesis and characterization of 4'-dioctylamino-3-hydroxyflavone based fluorescent probes

Bu tez, YÖK tez merkezinde bulunmaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi'ndeki tarama bölümünde tez numarasını arayabilirsiniz. Tez numarası: 166432

Tezi Bul
Özet:

4'-DİOKTİLAMİNO-3-HİDROKSİFLAVON TEMELLİ FLORESANS PROBLARTN SENTEZ VE TASARIMLARI ÖZET 3-bidroksiflavonlar, çevrelerinde gerçekleşen küçük değişimlere gösterdikleri hassasiyet ve bu değişimlere, birbirinden oldukça iyi ayrılmış iki emisyon bandıyla yanıt vermeleri sebebiyle, dikkate değer floresans özelliklere sahip bileşiklerdir. İki floresans band verebilmeleri, bu moleküllerin uyarılma durumunda, iç proton transferi (Excited state intramolecular proton transfer, ESIPT) yapabilmelerinden kaynaklanmaktadır. Bu yüzden misel ve fosfolipid kesecikler gibi biyolojik sistemlerde floresans sensör olarak kullanılabilmektedirler. Günümüzde yeni flouresans prob arayışları ile ilgili araştırmalar biyoteknoloji, moleküler biyoloji ve hücre biyolojisi, eczacılık, kimya, fizik ve bunlarla ilgili disiplinlerde sürdürülmektedir. Özellikle biyolojik sistemlerde daha iyi iletişime girecek floresans sensörler geliştirmek için yeni 3-hidroksiflavon analoglarının sentez edilmesi önem taşımaktadır. Probun kararlılığını artırabilmek için, floresans spektrumunda konjugasyonu arttırarak bandların kırmızı alana kaymasını sağlamak ve probun özelliğini lipid yapının özelliğine benzetmek üzere probun yapışma farklı uzunluklarda hidrokarbon zincirleri yerleştirmek söz konusu olabilir. Bu amaçla bu çalışmada, 3-hidroksiflavon'un yağsı özelliğini artırmak üzere, elektron verici grup olarak benzaldehitin para pozisyonuna dioktil amino grupları takılmıştır. Nonpolar özelliği artan sensörün, biyolojik sistemlerle daha iyi iletişime girmesi, biyolojik kirliliği belirleme özelliklerinin geliştirilmesi, seçici olarak hücrelere duyarlılığının artırılması ve hücre hakkında daha fazla bilgi edinilmesi planlanmıştır. 3-hidroksiflavonlar uyarılmış halde molekül içi proton transferi yaptıklarından dolayı (excited state intramolecular proton transfer, ESIPT), floresans spektrumlarında, uyarılmış durum normal (N*) form ve fototautomer(T*) forma ait iki emisyon bandı gösterirler. Bu emisyon bantları dalga boyu skalasında iyi ayrılmış iki bant xıışeklindedir. Mavi bölgedeki bant normal uyarılmış durumdan (N*), kırmızıya kayan diğer bant ise uyarılmış tautomer durumdan (T*) kaynaklanır. İkinci bant çarpıcı bir şekilde yüksek dalga boyuna (kırmızıya) kayarak bandlar arasında iyi bir ayrım sağlanır. Bu bantların ışık şiddetlerindeki farklılık, absorbsiyon ve floresans maksimumlarının pozisyonları, floresans kuantum verimleri gibi spektroskopik davranışlar, 3- hidroksiflavon ve 3-hidroksikromonların yapışma ve onların mikro çevre parametrelerine önemli ölçüde bağlıdır. 3-hidroksiflavonlar hidrojen bağı etkileşimlerine duyarlıdır. Bu bantların ışık şiddeti oranlan ve pozisyonları çözücü molekülleri ile yaptığı hidrojen bağı ya da çözücü polaritesine göre değişiklik gösterir. Bu nedenle floresans ölçümleri farklı polaritelere sahip çözücüler içinde gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen moleküllerin absorbsiyon ve floresans spektrumlarında çözücüye bağlı kaymalar görülmüştür (solvatokromizm ve solvatoflorokromizm). Absorbsiyon ölçümleri farklı polaritedeki solventlerde yapılmıştır. Tüm solventlerde, absorbsiyon spektrumunda kırmızıya kayma gözlenmiştir. Bu kırmızıya kayma, ît-elektron donör, dioktüamino grubunun ana yapıya ilavesiyle gerçekleşmiştir. Çözücü polaritesi arttıkça absorbsiyon maksimumu, Xmaxabs5 uzun dalga boylarına kaymaktadır. Farklı polaritelerdeki çözücülerde yapılan floresans ölçümlerinde, beklenildiği gibi, normal (N*) ve tautomer(T*) forma ait iki band görülmüştür. Yeni sentezlenen 3-HF türevleri, düşük polaritedeki çözücülerde yapılan floresans ölçümlerinde, belirgin bir şekilde çözücüye bağımlı değişim göstermektedir. Farklı polaritedeki çözücülerde yapılan floresans ölçümlerinde, çözücü polaritesi arttıkça emisyon bandlarında kırmızıya, yüksek dalga boyuna kayma gözlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada, 3-hidroksiflavon'un nonpolar özelliğini artırmak üzere, sentezlenen FN8, OFN8 ve MFN8 problan ile ilgili, biyolojik çalışmalar ve floresans özelliklerinin belirlenmesi ile ilgili çalışmalar grubumuzca sürdürülmektedir. xıu

Summary:

THE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF 4'-DIOCTYLAMINO-3- HYDROXYFLAVONE BASED FLUORESCENCE PROBES SUMMARY 3-Hydroxyflavone derivatives are very attractive fluorescence sensors due to then- ability to respond to small changes in their microenvironment via a dramatic alteration of the relative intensities of their two-well seperated emission bands. The presence of two well seperated emission bands belonging to excited state normal (N*) and tautomer(T*) forms is a characteristic feature of 3-HF derivatives. These two florescence maxima is a result of excited state intramoleculer proton transfer (ESIPT) reaction of 3-hydroxyfiavones. The unique spectroscopic properties of 3- HFs allowed their applications as prospective sensors of polarity, ions and electric fields, and also as probes to study polymers, reverse micelles, lipid membranes and proteins. The advantage of these dyes as fluorescence sensors and probes is their ratiometric response to interactions with the environment, provided by the changes of relative intensities of these bands. For the development of new fluorescence sensors to be used in the biological systems, it is important to synthesize new 3-hydroxyflavone derivatives. To increase the probe stability, it is possible to increase the conjugation that result with a red shift in fluorescence spectra and introduction of long hydrocarbon chains to the prob. to make the prob similar to the lipid structure. New strategies have recently been found for improvement of spectroscopic properties of the parent 3-hydroxyflavone chromophore. They allow shifting its absorbtion and fluorescence spectra to longer wavelengths, increasing the quantum yield and modulating the two-wavelength sensitivity within the desired ranges. We developed fluorescence probes with locations at different depths and orientations of 3-HF moiety in the phospholipid bilayer, which determine their fluorescence behaviour. While the spectral shifts of the probes correlate with their binding site polarity, the intensity ratio is a complex parameter that is also sensitive to the local hydration. xivThe other unique sensor property of the synthesized 3-HFs is the ability to report on different properties of environment simultaneously. Its heterocyclic % electronic system, which provides the strong increase in assymetry of charge distribution on the excited state, allows the shifts of fluorescence spectra similiarly to common solvatochromic and electrochromic dyes; but since the two bands in emission originate from two seperate excited states, N* and T*, with different magnitudes and orientations of their dipole moments, the sensitivity of these states to polarity and electric field perturbation of their microenvironment is different. Introduction of an electron donor group in the 4' -position increased the charge- transfer nature of N* form and made the distribution between these forms in emission very sensitive to solvent polarity. This property resulted in a variety of applications of substitued 3-hydroxyflavones as probes in the studies of organized ensembles such as micelles, phospholipid vesicles, protein molecules and polymers. Absorbtion and fluorescence properties of synthesized derivatives were studied in solvents of different polarity. As a result of increase in charge transfer character of normal excited state, an extremely high sensitivity to solvent polarity is observed. A red shift in absorbtion spectra is observed, in all of the studied solvents. This is a result of introduction of dioctylamino group to the parent structure. As the solvent polarity increases, the absorbtion maksima shifts to longer wavelengths. In the fluorescence measurements, studied in different polarities of solvent, as the solvent polarity increases, a red shift in the emission bands observed. As a result, in this study, FN8, OFN8 and MFN8 probes are synthesized to increase the nonpolar character of 3-hydroxyflavon and the biological and spectroscöpical studies within this project are still continuing by our group. xv