BODIPY母体是一个共平面结构，在一定波长的光激发后，能产生强烈的荧光，当荧光团通过一个连接臂与识别体连接，就可以构成一个典型的基于光诱导电子转移（PET）的荧光探针,产生荧光淬灭现象。Peng等人设计合成了一个基于光诱导电子转移的BODIPY荧光传感器，并把它应用在癌细胞的监测方面[3]。该探针是一个通过亚乙基把2,4-二甲基吡咯与荧光团BODIPY相连接的荧光探针分子，由于吡咯客体作为电子给体，容易给出电子， 最高占据轨道（HOMO）能级位于荧光团的HOMO和最低未占据轨道（LUMO）之间，产生光诱导电子转移作用，使得荧光淬灭。与普通细胞相比，癌细胞中的次氯酸等级相对较高，当荧光探针分子被次氯酸氧化后，客体的HOMO轨道能级显著降低，即使荧光团受光激发后HOMO轨道上没有占据的成对电子，客体的HOMO轨道上的电子也无法转移到荧光团的HOMO轨道上，而荧光团被激发到LUMO上的电子回到HOMO轨道上，伴随着该过程的能量以荧光形式发射。因此就可以有效的监控人体内的癌细胞。

基于以上报道改变吡咯客体的连接方式以及桥的共轭，设计不同的基于光诱导电子转移的荧光探针分子。为了从理论上解释光诱导电子转移作用，本文通过密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论(TD-DFT)对其进行基态优化和激发态计算,通过对前线轨道、光谱性质的分析从微观上解释光诱导电子转移机理（PET）。

2  模型的选取和计算方法

本文中所有氟硼二吡咯类荧光探针分子的计算都是在Gaussian 09[4]程序包中完成。首先采用DFT方法在B3LYP/6-31g*水平上对氟硼吡咯荧光探针分子及其被次氯酸氧化过的探针分子进行基态几何构型优化和计算能级分布, 频率计算验证优化结构为稳定结构。在基态优化几何得到的稳定构型基础上，采用TD-DFT方法计算拟合电子光谱,对荧光探针分子进行激发态时的前线轨道分析以预测其光诱导电子转移作用。为了验证以上预测的准确性采用CAM-B3LYP/6-31g(p,d)方法对探针分子的第一单重激发态进行几何优化。四个BODIPY荧光探针分子及其被次氯酸氧化过后的分子结构式如图1所示。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

图1 BODIPY荧光探针分子的化学结构式

3  结果与讨论

3。1  光诱导电子转移机理

基于光诱导电子转移的氟硼吡咯荧光探针一般由BODIPY荧光团、客体和链接臂组成，其光诱导电子转移（PET）机理的前线轨道示意图如图2所示。当BODIPY荧光团被一定波长的光照射后，其电子被激发由荧光团最高占据轨道（HOMO）跃迁至最低空轨道（LUMO），产生未配对的电子。客体作为电子给体，其HOMO的能级较BODIPY荧光团的HOMO要高，所以客体HOMO轨道上的电子转移到被激发的BODIPY荧光团的HOMO轨道上，以至于BODIPY荧光团的HOMO轨道上被成对电子占据，被激发到BODIPY荧光团LUMO上的电子就无法回到荧光团HOMO的轨道上，无法产生荧光。这个过程就叫做光诱导电子转移（PET）。