研究目的
研究取代2,3-二苯乙烯基吲哚的光物理性质结构依赖性及其在生物成像、生物医学、荧光探针和光动力灭活中的潜在应用。
研究成果
23DSI衍生物的光物理性质高度依赖于取代基的类型和位置，这会影响其吸收、发射、荧光寿命及量子产率。这些化合物具有双光子吸收特性，并展现出在生物成像和光动力灭活中的应用潜力——实验证明其对枯草芽孢杆菌具有有效的光动力灭活（PDI）效果。理论计算支持实验发现，凸显了结构-性能关系。未来研究应探索更广泛的生物应用并进行定量PDI研究。
研究不足
该研究聚焦于特定的23DSI衍生物，可能无法推广至所有吲哚类化合物。PDI实验为定性且初步的，需进一步定量验证。计算模型采用了特定功能基组和基函数集，可能未能捕捉全部电子效应。样品浓度与溶剂（DMSO）或影响结果，生物应用需更广泛测试。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用光谱技术（稳态紫外-可见、稳态荧光、稳态激发、TCSPC、TRFLS）和计算方法（Gaussian 16软件结合B3LYP泛函与6-311+G(2d,p)基组）分析光物理性质。理论计算采用含SCRF的CPCM模型处理溶剂相。
2：样本选择与数据来源：
合成了七种23DSI衍生物（H、p-OCH3、p-CH3、p-F、o-Cl、m-Cl、p-Cl），根据实验需求将其溶解于DMSO配制成10.0 μM、50 μM或1 mM溶液。培养枯草芽孢杆菌并用23DSI衍生物处理。
3：p-CHp-F、o-Cl、m-Cl、p-Cl），根据实验需求将其溶解于DMSO配制成0 μM、50 μM或1 mM溶液。培养枯草芽孢杆菌并用23DSI衍生物处理。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：分光光度计（Cary 60紫外-可见、岛津RF-5301PC荧光分光光度计）、激光器（Spectra Physics Mai Tai、Spectra Physics Mai Tai HP）、光谱仪（Ocean Optics HR2000+）、时间分辨仪器（Newport TRFLS、Horiba Fluorolog-3 FLS-22）、计算软件（Gaussian 16、Gauss View 06）、细菌培养材料（Mueller-Hinton琼脂与肉汤）及光源（Lumacare LC-122）。
4：2）、计算软件（Gaussian Gauss View 06）、细菌培养材料（Mueller-Hinton琼脂与肉汤）及光源（Lumacare LC-122）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：光谱测试样品用DMSO配制后通过指定仪器测定。TRFLS采用400 nm激发光（功率25 mW）、800 nm门控光及BBO晶体上转换。TCSPC使用360 nm纳米LED激发。细菌PDI实验包括23DSI衍生物处理枯草芽孢杆菌、孵育及白光照射。
5：数据分析方法：
荧光衰减曲线通过DAS6软件拟合单指数函数。理论计算包含几何优化、HOMO-LUMO分析及振子强度计算。分析数据包括吸收、发射、寿命及量子产率。
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Cary 60 UV-VIS spectrophotometer
Cary 60
Agilent
Recording absorption spectra of 23DSI derivatives in DMSO solutions.
Cary 60 UV-Vis Spectrophotometer
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Shimadzu RF-5301PC spectrofluorometer
RF-5301PC
Shimadzu
Measuring fluorescence and excitation spectra of 23DSI derivatives.
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Ocean Optics HR2000+ spectrometer
HR2000+
Ocean Optics
Detecting emitted fluorescence in multi-photon absorption studies.
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Spectra Physics Mai Tai laser
Mai Tai
Spectra Physics
Generating laser pulses for multi-photon absorption measurements and excitation in TRFLS.
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Newport time-resolved fluorescence spectrometer
TRFLS
Newport
Performing time-resolved fluorescence upconversion and TCSPC measurements.
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Horiba Fluorolog-3 spectrofluorometer
FLS-22
Horiba
Measuring fluorescence lifetimes using TCSPC.
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Lumacare LC-122 light unit
LC-122
Lumacare
Irradiating bacterial samples with white light for photodynamic inactivation studies.
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Gaussian 16 computational package
Gaussian 16
Gaussian Inc
Performing theoretical calculations for ground state properties and geometry optimization of 23DSI derivatives.
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Gauss View 06 molecular building package
Gauss View 06
Semichem Inc
Building molecular structures for computational studies.
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Becker & Hackle time-correlated single photon counting board
Not specified
Becker & Hackle
Counting single photons in TCSPC measurements.
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Newport ILS250CC translation stage
ILS250CC
Newport
Controlling delay time for gate beam in TRFLS.
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BBO crystal
Type I
Not specified
Upconverting fluorescence and gate beams in TRFLS.
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LUDOX scattering solution
40% SiO2 in water
Not specified
Determining instrumental response function in TCSPC measurements.
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