一种吡啶-水杨醛类席夫碱的合成及对Zn2+的特异性识别

通过席夫碱反应将2-氨基4-甲基吡啶与4-(二乙氨基)水杨醛结合,设计并合成出一种新型的荧光探针L,该探针能特异性识别Zn²⁺。通过质谱、¹H NMR以及¹³C NMR表征其结构,并利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱研究了探针L在CH₃OH-H₂O(V:V=8:2,Tris-HCl缓冲液,pH=7.4)中对各种离子的选择识别能力。实验结果显示,向探针L中加入Zn2+之后,溶液从无荧光变成蓝色荧光,且457 nm处出现一发射峰。Job’s plot工作曲线结果和密度泛函理论(DFT)计算表明探针L与Zn2+结合计量比为1:1。荧光滴定结果表明探针L对Zn2+的检测极限可低至2.7×10^-8 mol·L^-1,结合常数为1.32×10⁴ L·mol^-1,pH应用范围4.0～10.0。对真实水样中的Zn2+进行检测,平均回收率大于98%,RSD小于1.61%,表明探针L能够检测真实水样中的Zn2+。     

芳基吡啶类Fe3+荧光探针的合成与分析应用

设计合成了两种新型的以2-苯基苯并噻唑为荧光团、N-(2-吡啶甲基)胺为识别基团的铁离子荧光分子探针2-(4-N-2-吡啶甲胺基)苯基-1,3-苯并噻唑(A1)和2-(4-N,N双2-吡啶甲胺基)苯基-1,3-苯并噻唑(A2),化合物结构用UV,IR,1HNMR和13CNMR进行了表征,并考察了探针的荧光特性.结果表明荧光分子探针A2在CH3 CH2OH/H-12O(1∶1,V/V)溶液中,能从常见的金属离子中以95％的荧光淬灭率选择性地识别铁离子,对Fe3+线性响应范围在0.15～1.3 μ mol/L之间,且检出限达10 nmol/L.     

表面活性剂增溶比率荧光Zn2+检测方法研究

合成了一种新的Zn2+荧光检测试剂8-(2-(十八氨基)乙酰氨基)喹啉(AQZ-18)。通过自发荧光的非离子表面活性剂OP-10增溶AQZ-18,获得了一个与Zn2+结合后在320 nm和505 nm分别有两个荧光发射峰的溶液体系。短波长荧光峰来自OP-10,荧光峰强度不随Zn2+浓度变化;长波长荧光峰来自AQZ-18,荧光峰强度随Zn2+浓度增加而增强。利用上述两个荧光峰强度随Zn2+浓度变化时的比值变化建立了一种新的比率荧光Zn2+检测方法。研究表明,Zn2+与AQZ-18形成1∶1型基态配合物,其表观结合常数为1.1×106L/mol。常见金属离子对Zn2+荧光检测无干扰,Zn2+浓度在0～1.1×10-5mol/L范围内与荧光强度变化的比值呈良好的线性关系,相关系数(r2)为0.996 2,检出限为55 nmol/L。该方法可用于水样中Zn2+的检测。     

一种具有聚集诱导发光性能的Zn2+荧光探针的设计合成

以四苯乙烯为荧光基团,5-叔丁基-2-羟基苯作为识别基团,构建了一种新型的聚集诱导发光(AIE)效应Zn²⁺荧光探针L.探针结构通过NMR和ESI-MS表征,其荧光性能通过UV-vis和荧光光谱研究.在乙醇/磷酸盐(PBS)(V∶V=7∶3,pH=7.4)溶液中,探针对Zn²⁺表现出高灵敏度和选择性,其检测限低至34.1 nmol·L-1,在0～3.0×10-5mol·L-1范围内,探针对Zn²⁺表现出良好的线性关系.在自然光和紫外灯下用肉眼观察到明显颜色变化,可以实现Zn²⁺可视化检测.通过Job’splot,ESI-MS和密度泛函理论(DFT)理论计算对识别机理进行了研究.报道的新型探针可作为分析测定Zn²⁺的一种便捷工具.     

共轭聚合物荧光“开-关”的构建及对S-腺苷甲硫氨酸的分子识别与检测

以Pb2+和S-腺苷甲硫氨酸(S-Adenosylmethionine,SAM)与聚3-(1-(2-三乙胺乙酰基)哌啶-4-亚甲基)噻吩(poly 3-{[1-(2-hydrazino-2-oxoethyl)piperidin-4-ylidene]methyl}thiophene,PMTH)构建荧光开关,当有Pb2+存在时,PMTH与Pb2+之间发生作用,荧光猝灭,即为荧光"关";当Pb2+-PMTH体系中加入SAM时,SAM能够与Pb2+形成更稳定的配合物,使PMTH的荧光恢复,即为荧光"开"。通过PMTH的荧光开关信号,成功建立了识别和检测SAM的新方法。研究了在水-乙醇(4∶1,V/V)溶液中Pb2+和PMTH与SAM相互作用对荧光光谱的影响。本方法具有很好的灵敏度和选择性,常见氨基酸和金属离子对SAM的检测无影响,在最佳实验条件下,SAM的浓度在1.0×10-8~2.0×10-6mol/L范围内与相对荧光强度呈线性相关,线性回归方程为ΔI=68.51+72.32C(μmol/L),相关系数r=0.9982,检出限为8.72×10-9mol/L;本方法已成功用于SAM检测。     

基于久洛尼定的铝离子荧光探针的合成与性能

设计合成了基于久洛尼定的酰腙荧光探针JNPH，并使用核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)表征了JNPH的结构。采用荧光发射光谱研究了在DMSO/Tris-HCl(7∶3, V∶V)缓冲体系中探针JNPH对金属离子的识别能力。结果表明，在DMSO缓冲液中探针JNPH对Al³⁺显示出选择性荧光增强识别，且具有良好的识别灵敏性。Job曲线显示探针JNPH与Al³⁺结合的化学计量比为1∶1。探针JNPH对Al³⁺的识别不受大多数金属离子的干扰，检测Al³⁺的线性范围为0～80μmol/L，检出限为0.38μmol/L。探针JNPH具有快速响应识别Al³⁺的能力，响应时间为60 s。利用1H-NMR研究了探针JNPH对Al³⁺的识别机理，并结合Job曲线推测了探针JNPH与Al³⁺的作用模式。     

一种裸眼和荧光双通道快速检测Hg2+的探针及其多种应用(英文)

设计并合成了一种在二甲基亚砜(DMSO)/磷酸缓冲溶液(PBS)(V∶V=5∶5,pH=10.17)中识别Hg²⁺的荧光探针HMI-Hg²⁺.HMI-Hg²⁺通过荧光信号增强识别Hg²⁺,并且溶液颜色在几秒钟内发生改变.光谱实验证实了该探针对Hg²⁺具有高选择性和高灵敏度,检测限为0.22μmol/L.HMI-Hg²⁺在水样和海鲜样品(鱼、虾和扇贝)中具有出色的检测效果.此外,HMI-Hg²⁺可用于在MCF-7细胞中对Hg²⁺进行成像,并具有线粒体靶向能力.     

5-N,N-二乙氨基-2-(吡啶-2’-亚氨甲基)苯酚的合成及其对Zn~(2+)的识别

本文利用2-氨基吡啶与4-N,N-二乙氨基水杨醛反应合成了5-N,N-二乙胺基-2-(吡啶-2’-亚氨甲基)苯酚(探针L),并对其结构进行了表征。在DMSO/Tris(体积比6∶4,p H=7. 4)溶液中,探针L高选择性荧光"关-开"识别Zn2+,在365nm紫外灯照射下,由无荧光变成蓝色荧光。实验表明,探针L与Zn2+的结合比为1∶1,结合常数为2. 6×103L/mol,检测限为9. 39×10-7mol/L,p H适用范围为7～11,并可检测水样中的Zn2+。     

邻羟基萘甲醛缩对二甲氨基苯甲酰腙的合成及其对锌离子的识别

设计并合成了用于识别锌离子的荧光传感分子——2-羟基-1-萘甲醛缩-4-二甲氨基苯甲酰腙(1),其结构经1H NMR,IR和MS表征。利用荧光光谱研究了在乙腈中1对过渡金属离子(Zn2+,Cd2+,Cu2+,Hg2+,Pb2+和N i2+)的识别能力。结果表明:1表现出对Zn2+的良好选择性,Zn2+的加入导致1的长波长荧光增强449倍。Job曲线确定1与Zn2+形成1∶1型配合物。     

2-[3-氰基呋喃-2(5H)-亚基]丙二腈衍生物的合成及其对Pd2+的识别

通过两步反应合成了一种2-(3-氰基呋喃-2(5H)-亚甲基)丙二腈衍生物TCF-Pyn,该化合物在MeCN/磷酸缓冲容溶液(PBS)(V∶V=2∶8,PBS 2×10^-2 mol/L,pH=7.4)混合溶液中能高选择性荧光"OFF-ON"识别Pd²⁺,发射波长达到近红外区(653 nm).该探针具有较好的抗干扰能力、较宽的pH适用范围(3~8)和较低的检测限(6.92μmol/L).应用研究表明,TCF-Pyn能检测真实水样中的Pd²⁺,并可对活细胞中的Pd²⁺进行荧光成像.     

一种基于DPA识别基团的可视化检测锌离子的荧光增强型探针

以N,N-二（2-吡啶甲基）胺（DPA）为识别基团,设计合成了一种用于检测Zn²⁺的荧光增强型探针WN,在CH₃CH₂OH/Tris-HCl（1：9,V/V,pH=7.4）缓冲溶液中研究了它对Zn²⁺的识别特性。实验结果表明,WN对Zn²⁺有较高的选择性和灵敏度,它们之间的结合比为1：1,对Zn²⁺的检出限为1.14×10^-8mol·L^-1。WN能够快速地可视化检测Zn²⁺,在HeLa活细胞中对Zn²⁺的荧光显微成像表明WN可应用于生物体的检测。     

基于苯并噻唑Zn2+荧光探针及其细胞造影应用

设计合成基于苯并噻唑Zn²⁺荧光增强型探针BHP,在HEPES缓冲液中测其对Zn²⁺识别性能。实验结果表明,BHP对Zn²⁺有较高的选择性,对其他金属离子如Cd²⁺,Fe²⁺,Ni²⁺,Pb²⁺,Hg²⁺,Al³⁺,Mn²⁺,Ag⁺,Cu²⁺,Co²⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺和Ca²⁺无明显荧光增强响应。BHP与Zn²⁺按1：1计量比配位,在生理条件下荧光强度不受pH值影响。在HeLa细胞中对Zn²⁺的造影表明BHP可用于生物体Zn²⁺检测。     

金属元素组与血清白蛋白的竞争结合反应性能研究

利用亲和毛细管电泳（Affinitycapillaryelectrophoresis,ACE）法研究金属元素组和血清白蛋白（Bovineserumalbumin,BSA）的竞争结合反应性能。基于位点结合模型,构建双金属组[Zn²⁺,Cu²⁺]与血清白蛋白结合反应模型,建立多元金属组与生物大分子竞争结合的理论方程,测定结合参数并解析动力学机制。结果表明,金属元素组[Zn²⁺,Cu²⁺]与BSA发生竞争结合反应形成配合物Zn²⁺-BSA和Cu²⁺-BSA。依据有效淌度变化,通过建立的理论方程非线性拟合竞争结合反应的平均表观结合常数K_Zn²⁺-BSA=4.01×10⁴L·mol^-1、K_Cu²⁺-BSA=7.75×10⁴L·mol^-1。结合反应均为快平衡反应,Cu²⁺对Zn²⁺离子的结合作用有明显拮抗作用。分析ACE谱显示配合物的峰高与配体结合能力大小、配合物稳定性之间存在量效关系。     

金属元素组与血清白蛋白的竞争结合反应性能研究

利用亲和毛细管电泳(Affinity capillary electrophoresis,ACE)法研究金属元素组和血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)的竞争结合反应性能。基于位点结合模型,构建双金属组[Zn2+,Cu2+]与血清白蛋白结合反应模型,建立多元金属组与生物大分子竞争结合的理论方程,测定结合参数并解析动力学机制。结果表明,金属元素组[Zn2+,Cu2+]与BSA发生竞争结合反应形成配合物Zn2+-BSA和Cu2+-BSA。依据有效淌度变化,通过建立的理论方程非线性拟合竞争结合反应的平均表观结合常数KZn2+-BSA=4.01×104L·mol-1、KCu2+-BSA=7.75×104L·mol-1。结合反应均为快平衡反应,Cu2+对Zn2+离子的结合作用有明显拮抗作用。分析ACE谱显示配合物的峰高与配体结合能力大小、配合物稳定性之间存在量效关系。     

荧光素/层状钇氢氧化物复合体的发光性能及对Hg2+的识别

合成了层状钇氢氧化物(LYH)复合体FN/OS-LYH(FN为荧光素,OS为1-辛烷磺酸钠),研究了复合体的光致发光性能及剥离态胶体对Hg~(2+)的荧光识别性能。固态下,FN的钠盐不发光,FN/OS-LYH复合体发射黄绿光(564 nm);甲酰胺中,剥离为胶体悬浮液后,复合体发射绿光(540 nm,即剥离后蓝移24 nm),比FN阴离子的发射(572 nm)蓝移32 nm。复合体对高毒性Hg~(2+)具有很好的荧光识别能力,优于其他离子(Mg~(2+),Ni~(2+),Co~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+)和Cd~(2+))。复合体加入Hg~(2+)后发生荧光淬灭,Hg~(2+)检测限为2.73×10-7mol·L-1,淬灭常数(Ksv)为4.82×102 L·mol-1。     

一种用于活体细胞Zn2+检测的高灵敏度比例计量荧光探针

无论是在水溶液还是乙腈溶液中,2-PBI(2-(2′-吡啶基)苯并咪唑)的发射光谱都表现出一定的红移,但由于该分子对Zn2+低的结合能力以及多变的配位比例,2-PBI不能作为一个比例计量型的Zn2+荧光探针。本研究通过在2-PBI的5位引入推电子基团N,N-二甲基,增加探针的配位原子数同时促进探针的ICT效应,设计合成比例计量型Zn^2+荧光探针DBITA。实验结果表明,除了172 nm的大斯托克斯位移外,DBITA还表现出特定的Zn^2+诱导的红移,发射波长从534 nm红移到609 nm,DBITA与Zn^2+以1∶1比例结合。此外,DBITA对Zn^2+表现出极高的亲和力,配合物DBITA/Zn^2+结合的Kd值为0.16 pmol·L^-1。在HeLa细胞中,DBITA完成了细胞内的Zn^2+的定量造影。     

空气中合成固溶体荧光粉Ba_2(Zn,Mg)Si_2O_7∶Eu~(2+),Eu~(3+),Ce~(3+)及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu,y Ce3+系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu2+离子的4f 65d1-4f 7跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu3+在Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7基质中被还原成了Eu2+;当x=0.1时,荧光粉Ba1.97Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu3+被还原成Eu2+离子的程度最大。当共掺入Ce3+离子后,形成Ba1.97-yZn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,y Ce3+荧光粉体系,其发光随着Ce3+离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba1.96Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,0.01Ce3+的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba2Zn0.9Mg0.1Si2O7基质中的能量传递与发光机理。     

AxMn1-xFe2O4铁氧体(A=Zn,Ni)中阳离子的占位有序化行为研究

基于尖晶石晶体结构信息,本文采用热力学三亚晶格模型,将材料热力学计算和第一性原理计算相结合,研究了Zn_xMn_(1-x) Fe_2O_4和Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4立方相中的Zn~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)以及Fe~(3+)在8a和16d亚晶格上的占位有序化行为。结果表明:在锰铁氧体中,室温下Mn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;随着热处理温度升高,在1 273 K达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.09Mn~(2+)0.91)[Fe~(3+)1.91Mn~(2+)0.09]O_4,在热处理温度升至1 473 K时,达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.11Mn~(2+)0.89)[Fe~(3+)1.89Mn~(2+)0.11]O_4,均与实验结果符合较好。在锌铁氧体中,室温下Zn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;在热处理温度较高时,Zn~(2+)和Fe~(3+)发生部分置换,符合实验结果。在镍铁氧体中,半数的Fe~(3+)在室温下占据在8a亚晶格上,Ni~(2+)与剩下另一半的Fe~(3+)共同占据在16d亚晶格上,仅在热处理温度较高的时候发生微弱变化,亦与已有的实验结果吻合。在此基础上,本文进一步通过热力学模型研究了立方相尖晶石结构的Zn_xMn_(1-x)Fe_2O_4、Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4复合体系中阳离子占位行为与热处理温度对占位的影响规律。     

LiBa0.95-yBO3∶0.05Tb3+,yBi3+荧光粉的制备及荧光性质

以硼酸和碳酸盐为原料,用高温固相法制备了可被(近)紫外光(369、254 nm)有效激发的Tb³⁺单掺杂Li Ba1-xBO3∶xTb³⁺(物质的量分数x=0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07)及Bi³⁺和Tb³⁺共掺杂LiBa_0.95-yBO₃∶0.05Tb³⁺,y Bi³⁺(物质的量分数y=0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07)的2个系列荧光粉,产物的结构和形貌分别用粉末X射线衍射(PXRD)和扫描电子显微镜进行表征。PXRD测定结果表明2个系列的产物均为纯相LiBaBO3。通过对第一系列产物荧光光谱的测定,筛选出发光强度最好的产物,据此确定铽离子的最佳掺杂量;在此基础上制备出铋离子掺杂量不同的第二系列荧光粉。荧光光谱测定的实验结果表明,Tb³⁺/Bi³⁺共掺杂的荧光粉的发光强度好于Tb³⁺单掺杂的荧光粉,这说明Bi³⁺对Tb³⁺有敏化作用;而且随着Bi³⁺掺杂量的增加,产物的荧光强度表现出先增加后减小的趋势,当Bi³⁺的掺杂量y=0.03时,产物的荧光强度达到最大。Bi³⁺和Tb³⁺之间存在偶极-四极相互作用而进行能量传递。系列荧光粉的CIE坐标显示其发光颜色在一定程度上呈现出由绿色光到白光的渐变趋势。     

A novel pyrene-based “off–on” fluorescent probe with high selectivity and sensitivity for Hg2+

In this article, a novel “off–on” fluorescent probe 2-(pyren-1-ylmethylene)-1H-indene-1,3(2H)-dione ( PID ) for Hg²⁺ was designed and synthesized. The selectivity, concentration titration, pH titration, time dependence, limit of detection, and recognition mechanism of PID for Hg²⁺ in CH₃CH₂OH/H₂O solution were also investigated. The results indicated that PID exhibited high selectivity, sensitivity, and fast response to Hg²⁺, and the limit of detection was as low as 20.7 nmol/L. In addition, PID could work in a wide pH range, and the determination of Hg²⁺ in water samples showed that it could be used as a potential detection tool in practical application.