一种螯合型Fe2+探针的构筑及性质

铁是人体的必需过渡金属元素,体内铁离子平衡的紊乱与多种疾病相关。发展铁离子探针,实现细胞和生命体中铁离子时空分布的跟踪与成像,对铁离子生理功能的研究具有重要价值。我们将BODIPY荧光团与三联吡啶通过乙烯基偶联,构建了新型Fe~(2+)螯合型探针BTPY,通过比色法与荧光法结合,实现了Fe~(2+)的特异性检测。探针最大激发波长582 nm在可见光区,荧光发射波长678 nm在近红外区,满足活体近红外成像的初步要求。BTPY与Fe~(2+)/Fe~(3+)结合导致吸收波长由573 nm红移至607nm,溶液颜色由红色到蓝色。其他金属离子的结合不发生明显吸收峰和颜色变化。同时,Fe~(2+)引起BTPY荧光猝灭而Fe~(3+)对BTPY荧光不造成明显影响,实现了Fe~(2+)与Fe~(3+)的区分。     

一种基于吗啉衍生物的Fe3+/Cu2+荧光探针

以9-蒽醛为荧光基团,吡唑和吗啉为识别基团,合成了一种荧光分子探针4-((3-(1-苯基-5-吡啶基-4,5-二氢-1H-吡唑-3-基)蒽-9-基)甲基)吗啉(L)。其结构经1H NMR、13C NMR表征,利用荧光发射光谱和紫外吸收光谱研究其离子识别性能。结果表明,探针L对Fe~(3+)和Cu~(2+)具有较强的选择性识别性能,荧光量子产率分别从0.47降到0.21和0.14;探针L的溶液颜色分别从淡黄色变为棕褐色和蓝色,裸眼可判断探针L选择性识别Fe~(3+)和Cu~(2+)。另外,根据Fe~(3+)、Cu~(2+)和H+不同组合时探针L的量子产率构建了分子水平上的三输入"NOR"逻辑门电路。     

一种对Fe2+和Fe3+识别的显色试剂合成与应用研究

以罗丹明6G、水合肼及邻香兰素为原料设计合成了一种新型光学探针(P1),其结构经~1H-NMR,~(13)C-NMR,MS及元素分析进行表征。通过紫外-可见光谱法研究了探针对金属离子的识别能力。结果表明,探针P1在甲醇/Tris-HCl缓冲(V/V=3∶7,pH 8.34)溶液中无色,随着Fe~(2+)或Fe~(3+)的加入,溶液由无色转变为红色,其最大吸收波长为526 nm。最佳测量条件下,在1×10~(-6)～1×10~(-5) mol·L~(-1)范围内,Fe~(2+)或Fe~(3+)的浓度与吸光度线性关系良好(Fe~(2+),R~2=0.950;Fe~(3+),R~2=0.992)。探针与Fe~(2+)或Fe~(3+)形成1∶1型配合物,络合常数分别为K_(Fe)~(2+)=1.834×10~(5 )M~(-1)、K_(Fe)~(3+)=1.457×10~(5 )M~(-1),识别过程均不可逆。除了高浓度Cu~(2+)对探针识别Fe~(2+)或Fe~(3+)有影响外,其它常见金属离子没有干扰。P1有望发展成为裸眼识别Fe~(2+)和Fe~(3+)的高选择性探针。     

在纯水体系和活细胞中高选择检测Fe3+的香豆素荧光探针

设计、合成了一种香豆素类荧光探针CF470,该探针通过引入高水溶性且选择性与Fe~(3+)配位的多羟基基团实现了纯水体系中Fe~(3+)的检测。当在探针体系中加入Fe~(3+)后,其强烈的蓝色荧光在2 min内就可被完全猝灭。探针不仅对Fe~(3+)快速、高选择响应,而且由于引入了亲水的多羟基基团具有良好的水溶性。更重要的是,探针对活细胞低毒、生物相容性好,被成功应用于活细胞中Fe~(3+)的成像。     

一种基于AIE机理识别Fe2+的荧光探针研究

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的Fe~(2+)荧光探针YBTM。YBTM具有聚集诱导发光(AIE)性质,考察了YBTM在DMF/H_2O混合溶液中的荧光性质。在DMF/H_2O(1/9,v/v,HEPES 10 m M,p H=7.4)溶液中,探针YBTM对Fe~(2+)具有良好的选择性,Fe~(2+)可引起荧光猝灭,探针对Fe~(2+)响应快速,检测限为2.46×10~(-6)M。以酒石酸二铵作为掩蔽剂消除Fe~(3+)的潜在干扰。此外,探针YBTM可用于MCF-7细胞中Fe~(2+)的荧光成像。     

近红外Cu2+比率荧光探针合成及其细胞成像

基于罗丹明染料和菁染料衍生物,设计合成了一种新型近红外比率Cu~(2+)荧光探针(RCy7)。通过核磁共振和质谱对其结构进行了表征。详细研究了该荧光探针对Cu~(2+)的光学识别性能。在体积比为1∶1的乙腈/Tris-HCl(20 mmol/L,pH=7.2)缓冲溶液中,探针RCy7显蓝色且在722 nm波长处有较强的荧光发射峰,随着Cu~(2+)的加入,探针在722 nm波长处的最大发射峰蓝移到577 nm,溶液颜色也从蓝色变为粉红色。该探针对Cu~(2+)的识别具有高选择性,而且可在较宽的pH(5.5～11.3)范围内实现对Cu~(2+)的检测。Cu~(2+)的浓度在0～1.0×10~(-5) mol/L范围内与探针的荧光强度比值(I_(577)/I_(722))呈良好的线性关系,相关系数R~2=0.9928,检出限为1.09×10~(-8) mol/L。此外,探针RCy7具有良好的细胞膜透性,被成功地用于活HeLa细胞中Cu~(2+)的荧光成像。     

一种具有ESIPT和AIEE荧光探针的合成及对Zn2+的识别

利用2-氨基苯并噻唑和5-甲基-2-羟基间苯二甲醛合成了一种具有聚集荧光增强性质的简单高效的荧光探针M,通过~1H-NMR、~(13)C-NMR表征了其结构。探针M在545 nm处有最大吸收峰,在甲醇∶水(7∶3)的体系下,向探针M中加入金属阳离子,发现只有加入Zn~(2+)时,表现出明显的荧光增强且发射波长发生明显的蓝移现象,在495 nm处出现最强吸收峰,检测限为9.638×10~(-6 )M,具有较高的灵敏度和良好的识别效果。     

汞离子的高灵敏度裸眼识别和荧光传感探针

设计合成了一种以耐尔蓝为母体的Hg2+光学探针分子1-苯甲酰-3-{2-[9-(乙氨基)-10-甲基-9H-苯并[α]苯酚-5-胺基]乙基}硫脲盐酸盐(NBET). 在pH=7.4的Tris-HCl缓冲液中, 探针分子最大吸收波长为640 nm, 此时溶液为淡蓝色; 加入汞离子可以诱导探针分子在640 nm处的吸收降低, 并在556 nm处产生新的吸收峰, 溶液变为浅紫色, 而其它金属离子的加入未引起显著变化, 基于此可对水溶液中的痕量Hg2+进行裸眼识别. 荧光光谱显示, 汞离子可以特异性地猝灭探针分子在660 nm处的荧光发射. 该探针分子的灵敏度、选择性及荧光量子产率高, 激发/发射波长长, 可以实现水溶液中0.005 μmol/L Hg2+的荧光检测.     

一种基于查尔酮衍生物的荧光探针对巯基氨基酸的检测及细胞成像

生物硫醇(如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)及谷胱甘肽(GSH))与生物体和细胞中的许多生理和病理过程密切相关。荧光探针是对生物硫醇灵敏检测与成像的有力工具。本文合成了一种可检测生物硫醇的基于2′-羟基查尔酮荧光团开启型荧光探针1。探针中的2,4-二硝基苯磺酸酯基团既作为反应识别基团,又作为荧光猝灭基团。在DMSO/Tris(体积比8/2,pH=8.4)中,探针1与生物硫醇反应后释放出前体化合物3,3具有激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)特性,从而导致长波长荧光发射及较大的斯托克斯位移。探针1具有合成简单、灵敏度高、选择性高、细胞毒性低等优点,可以方便地检测溶液和活细胞中的生物硫醇。     

一种基于香豆素衍生物的铁离子水溶性荧光探针的合成及其应用

设计合成了一种基于香豆素衍生物的水溶性荧光探针7-二乙氨基-3-甲醛香豆素,并通过~1HNMR,~(13)CNMR和MS确认其结构。探针具有良好的荧光发射性能,荧光最大发射峰位于471 nm;向其中加入Fe~(3+)后,荧光强度随着Fe~(3+)浓度的增加而逐渐减弱。探针L的荧光发射强度与Fe~(3+)的浓度在0.02~60.00μmol/L范围内呈良好的线性关系,可对Fe~(3+)进行定性与定量检测,检出限为22 nmol/L(S/N=3),对Fe~(3+)的选择性良好,不受其它常见金属离子的干扰。此外,探针对Fe~(3+)的检测具有可逆性。本探针具有很好的水溶性,在生理p H环境中检测效果较好成功用于人体淋巴肿瘤细胞Ramos中Fe~(3+)荧光成像。     

新型Fe~(3+)荧光探针及其生物成像研究（英文）

以罗丹明为基础合成、表征了一种"turn-on"型荧光探针.该探针对Fe~(3+)表现出很高的选择性和灵敏性.将Fe~(3+)加入到探针中,溶液的紫外吸收值和荧光强度都有很明显的变化,同时伴随着肉眼可见的溶液颜色改变.研究发现,探针与Fe~(3+)按照1∶1进行络合,引起了探针内酰胺环的打开,进而吸收值和荧光强度值发生变化.研究表明,在有其他共存离子存在下,该探针仍然可以有效检测Fe~(3+).细胞实验发现,探针可以穿过细胞膜,在细胞内与Fe~(3+)作用,同时也可检测小鼠体内Fe~(3+),呈现出很好的荧光成像效果.     

荧光猝灭型硼氟二吡咯类Cu2+探针的合成及其生物细胞成像的应用

设计合成了一个反应型的硼氟二吡咯(BODIPY)类荧光探针1,该探针以吡啶-2-羧酸苯酚酯基为识别基团。通过~1H NMR、~(13)C NMR和HRMS表征了1的结构,并解析了其晶体结构。光谱分析实验结果显示,探针1具有高的荧光量子产率(0.79),对Cu~(2+)具有较强的选择性识别性能,并能成功应用到生物细胞中Cu~(2+)的成像检测。     

一种Fe3+荧光探针的合成及其检测性能研究

金属离子的高效检测对于人类健康和环境保护极其重要。本文通过对甲基苯磺酸催化下3-脱氢莽草酸甲酯与若丹明6G乙二胺缩合的芳构化反应合成了一种检测Fe~(3+)的荧光探针分子Rh M606。该探针分子在乙醇溶液中特异性地与Fe~(3+)络合,导致若丹明内酰胺开环,在553nm处出现强的荧光发射峰。该荧光探针对Fe~(3+)具有良好的选择性,可定量检测水中的Fe~(3+),检测限为3. 93μmol/L。     

高灵敏度席夫碱镁离子荧光探针的合成及识别性能研究

以对氨基苯甲酰肼为连接基团,分别通过氨基和酰肼基团引入丹磺酰氯和2-羟基-1-萘醛,制备了新型席夫碱(Schiff's base)类荧光探针TZ,实现了对镁离子(Mg~(2+))的高灵敏度识别。利用电喷雾质谱、紫外光谱、荧光光谱等研究了荧光探针TZ对Mg~(2+)的识别作用与机理。紫外光谱表明,单纯探针TZ在386.5 nm出现了萘醛的特征吸收峰;当探针TZ与Mg~(2+)结合后,在411 nm处出现新的吸收峰,等吸收点为400 nm。荧光光谱表明,探针TZ与Mg~(2+)结合后激发波长红移到400 nm,在发射波长468 nm处荧光强度增强10倍,量子产率为0.57。当向TZ中加入其它金属离子(Li~+、Na~+、K~+、Zn~(2+)、Ca~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Ag~+等)时,荧光强度并未发生明显变化,表明TZ对Mg~(2+)具有较高的选择性。通过ESI-MS滴定和Job's plot曲线确定了TZ与Mg~(2+)的配位模式为1∶1的关系,检出限可达0.13μmol/L。     

基于香豆素骨架的Fe3 荧光探针的研究进展

本文综述了近十年来以香豆素为荧光基团的Fe~(3+)探针研究进展,并对该类探针的结构设计、作用机理及应用给出简要介绍,最后展望了该类Fe~(3+)荧光探针的研究和发展方向。     

吸光光度法测定混合液中Fe^2＋及Fe^3＋和Ni^2＋的含量

1,10-邻菲罗啉在pH=3.9时与Fe~(2+)、Fe~(3+)形成稳定络合物,在pH=5.4时与Ni~(2+)形成稳定络合物,它们的最大吸收波长也不相同。利用吸光度的加和性,测定不同波长下的吸光度,联列方程组,用可见-紫外吸光光度法,可同时测定混合液中Fe~(2+)、Fe~(3+)和Ni~(2+)的含量。     

联二噻吩稠合的近红外BODIPY染料的合成与光谱性质

以叠氮乙酸乙酯和联二噻吩甲醛为原料,合成了联二噻吩并吡咯单体,之后在酸催化下与4-N,N-二甲基氨基苯甲醛缩合并与三氟化硼配位,得到一个新型的BODIPY染料SY。采用~1HNMR、质谱以及元素分析对其结构进行了表征。化合物SY在二氯甲烷中的最大吸收和发射波长分别为654和689nm;采用荧光光谱滴定方法研究了它对pH值的响应,酸性条件下N,N-二甲基苯氨基团发生质子化,抑制了光诱导电子转移对BODIPY母体的荧光淬灭,其溶液的荧光显著增强,染料SY可以作为近红外的pH值荧光探针。     

一种同时分辨识别Zn~(2+)和F~-离子的双功能探针（英文）

由8-甲酰基-7-羟基香豆素与碳酰肼经一步缩合反应可制得探针1。研究发现,探针1对Zn~(2+)和F-离子均呈现荧光增强和比率比色的高灵敏和高选择性响应,检出限低至10-8 mol·L~(-1)。通过光谱、ITC、1H NMR滴定及质谱分析,详细地研究了探针与离子形成的配合物性质。在不同的介质中,探针不仅同时表现出对金属阳离子Zn~(2+)和对阴离子F-的识别,而且吸收和发射波长均有显著的差异:1-Zn~(2+)配合物的最大吸收波长为360 nm,而1-F-配合物为400 nm;1-Zn~(2+)配合物的荧光激发和发射波长分别为360和454 nm,而1-F-配合物分别为400和475 nm。此外,探针1还能应用于活体PC3细胞中Zn~(2+)的荧光成像。     

联二噻吩稠合的近红外BODIPY染料的合成与光谱性质

以叠氮乙酸乙酯和联二噻吩甲醛为原料,合成了联二噻吩并吡咯单体,之后在酸催化下与4-N,N-二甲基氨基苯甲醛缩合并与三氟化硼配位,得到一个新型的BODIPY染料SY。采用¹H NMR、质谱以及元素分析对其结构进行了表征。化合物SY在二氯甲烷中的最大吸收和发射波长分别为654和689 nm;采用荧光光谱滴定方法研究了它对pH值的响应,酸性条件下N,N-二甲基苯氨基团发生质子化,抑制了光诱导电子转移对BODIPY母体的荧光淬灭,其溶液的荧光显著增强,染料SY可以作为近红外的pH值荧光探针。     

基于功能化萘二甲酰亚胺席夫碱的Fe~(3+)传感器分子的合成及性能

将功能化的1,8-萘二甲酰亚胺衍生物与羟基萘甲醛缩合,合成了一种新颖的传感器分子2-羟基-1-奈甲醛缩N-(4-氨基苯基)-1,8-奈二甲酰胺席夫碱(H1).通过核磁共振氢谱,碳谱和高分辨质谱等方法对H1进行了表征.测定了H1在二甲基亚砜(DMSO)/H_2O(V:V=7:3)溶液中的荧光光谱,其最大荧光发射波长为496nm.H1的溶液在365 nm紫外灯照射下显示黄绿色荧光.H1对Fe~(3+)具有荧光-比色双通道检测能力.当在H1的DMSO/H_2O溶液中分别加入Fe~(3+),Ag~+,Ca~(2+),Ba~(2+),CO~(2+),Ni~(2+),Cd~(2+),Pb~(2+),Zn~(2+),Cu~(2+),Mg~(2+)和Hg~(2+)等阳离子时,只有Fe~(3+)的加入使H1的荧光猝灭并且溶液颜色褪色.抗干扰实验结果表明,这一识别过程不受其它阳离子干扰.H1对Fe~(3+)具有较高的检测灵敏度,对Fe~(3+)的荧光光谱最低检测限和紫外-可见吸收光谱最低检测限分别为3.04×10~(-8)和2.71×10~(-6+mol·L~(-1).最后,制备了基于H1的检测试纸,该试纸可以方便快捷地检测水中的Fe~(3+).