一种新型荧光探针的合成及其对Cu~(2+)的选择性识别

设计并合成能用于识别铜离子的荧光探针N′-(喹啉-2-亚甲基)-7-二乙胺基-3-甲酰肼-香豆素(FKBA),通过质谱、红外光谱、元素分析、~1 H NMR、~(13) C NMR等方法对该荧光探针FKBA进行表征;采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法对FKBA与金属离子的相互作用进行了研究。结果表明FKBA对Cu~(2+)有良好的选择性和灵敏度。向含有FKBA的溶液中加入Cu~(2+),其吸收峰发生红移,且强度增大。而向该溶液中,加入Al ~(3+),Ag~+,Ba~(2+),Cd~(2+),Ca~(2+),Co~(3+),Fe~(3+),Cr~(3+),Hg~(2+),Mg~(2+),K~+,Mn~(2+),Ni ~(2+),Na~+,Zn~(2+)和Pb~(2+)等其他16种金属离子时,FKBA的紫外吸收仅发生细微的变化。FKBA作为化学传感器对Cu~(2+)的选择性是通过与一系列与环保和生物功能相关的金属离子相互作用得到验证。FKBA中加入Cu~(2+)时,FKBA的荧光强度明显猝灭,其他16种金属离子对FKBA的荧光强度几乎没有影响。不同的金属离子分别与Cu~(2+)共存时FKBA的荧光光谱猝灭程度相同,说明FKBA具有良好的抗干扰能力。向FKBA中加入EDTA,FKBA的荧光强度得到恢复。FKBA中加入Cu~(2+),溶液颜色变成棕色,加入EDTA后又恢复到初始颜色。说明FKBA的荧光减弱不是Cu~(2+)催化FKBA分解而是FKBA与Cu~(2+)络合。在酸性环境中,FKBA的希夫碱结构不稳定,部分FKBA分解成其他的荧光物质。据IUPAC(cDL=3Sb/m)测得检测限为0.13μmol·L~(-1)。对实际样品中的Cu~(2+)浓度进行分析,表明FKBA可作为荧光传感器用于实际样品的Cu~(2+)检测。     

苯并噻唑类探针取代基结构对金属离子识别性能的影响

荧光探针对识别金属离子具有检测快、选择性好等特点,设计合成了两个苯并噻唑类探针分子6-(3,5-二甲基苯氧基)-5-胺基-2-苯基苯并噻唑(L4)和6-(3,5-二甲基苯氧基)-5-苯甲酰胺基-2-苯基苯并噻唑(L5),并通过探针分子的紫外可见光谱和荧光光谱的变化特征,详细研究了探针L4和L5对溶液中三价金属离子Al~(3+), Fe~(3+), Cr~(3+)和二价金属离子Cu~(2+)的识别性能。研究结果表明,当L4分子中的识别基团胺基与苯甲酰基键合形成L5分子结构时,会发生荧光猝灭,同时获得了开启式荧光探针L4和关闭式荧光探针L5。紫外可见光谱检测结果表明,在有机溶液中,探针L4选择性地识别出Al~(3+), Fe~(3+), Cu~(2+);在含水乙腈溶液中,探针L4高选择性地识别出Cu~(2+);通过紫外光照射下的裸眼检测,含探针L4的试纸有效地识别出纯水中的Cu~(2+);在有机溶液中,探针L5选择性地识别出Al~(3+)和Fe~(3+)。荧光光谱检测结果表明,当探针L4与Fe~(3+), Al~(3+), Cu~(2+)存在于有机溶液中时, L4将发生荧光猝灭;在含水乙腈溶液中,探针L4对Cu~(2+)具有高选择性识别作用;当探针L5与Cr~(3+), Fe~(3+), Al~(3+), Cu~(2+)存在于有机溶液中时, L5的荧光强度依次增强。利用溶液浓度对吸收强度作图,计算出了探针L4对Cu~(2+)的检出限为4.51×10~(-6) mol·L~(-1),络合常数Kα为1.12×10~3 M~(-1);探针L5对Al~(3+), Cr~(3+), Fe~(3+), Cu~(2+)的检测限分别为2.85×10~(-6), 4.79×10~(-6), 5.95×10~(-6)和3.23×10~(-6) mol·L~(-1),络合常数分别为:Kα(Al~(3+))=2.17×10~3 M~(-1),Kα(Cr~(3+))=2.06×10~3 M~(-1),Kα(Fe~(3+))=3.92×10~3 M~(-1),Kα(Cu~(2+))=4.43×10~3 M~(-1)。根据探针与识别金属离子的荧光滴定实验结果,推测出探针分子与金属离子之间形成了1∶1络合物。抗金属离子干扰实验结果表明,探针分子对特定金属离子的识别基本不受其他干扰金属离子的影响。~1H NMR滴定结果表明,探针L4分子结构中胺基和二甲基苯氧基,探针L5分子结构中的苯甲酰胺基和二甲基苯氧基取代基在识别金属离子过程中发挥了重要作用。探针L4在识别Cu~(2+)方面具有更广阔的应用前景。     

新型罗丹明B席夫碱荧光探针的光谱性质研究

合成了一种席夫碱结构的罗丹明B衍生物.研究表明,该衍生物能与Fe3+形成稳定配合物,同时伴随显著的荧光增敏和吸收增强.衍生物不仅对Fe3+呈现良好的荧光及比色探针性能,其与金属离子形成的配合物也是一种研究牛血清白蛋白的高灵敏荧光探钊.     

一种裸眼识别Cu~(2+)和Hg~(2+)传感器的合成与性质研究

设计合成了一种香豆素修饰的罗丹明类衍生物L,用作程序型Cu2+与Hg2+检测传感器。采用核磁共振谱、高分辨质谱、红外光谱对其结构进行了表征。利用紫外光谱考察L对不同金属离子的识别作用,研究发现L可以高选择性和高灵敏度识别Cu2+。向L溶液中加入不同的金属离子时(Zn2+,Hg2+,Cu2+,Fe3+,Cd2+,Co2+,Ni 2+,Mg2+,Ca2+,Al 3+,La3+,K+,Na+,Mn2+,Pb2+和Ag+),只有Cu2+的加入会使溶液由无色变为粉色,并且在534nm出现一个新的吸收峰,说明传感器L可以裸眼识别Cu2+。通过紫外滴定得到L可以识别Cu2+的最低检测限为1.9×10-8 mol·L-1。制备了基于L的Cu2+检测试纸,该试纸可以方便快捷的检测水中的Cu2+。通过Job’s曲线和高分辨质谱确定了配合物L-Cu2+之间的结合比为1∶1。另外,若向L-Cu2+的DMSO溶液中加入1equiv.EDTA,溶液瞬间由粉色变为无色,说明EDTA可以取代L并与Cu2+结合,因此传感器L识别Cu2+是可逆的。另外,向L-Cu2+的配合物中加入Hg2+,溶液会由粉色变为无色(而加入其他阳离子没有明显变化),这可顺序实现对Hg2+的裸眼识别。通过紫外滴定计算出L-Cu2+识别Hg2+的最低检测限为2.9×10-7 mol·L-1。因此该程序型传感器L可以有序的裸眼识别Cu2+和Hg2+。     

席夫碱稀土配合物与DNA的作用方式

以糠醛和对氨基苯磺酸反应合成席夫碱配体,与稀土离子配位制得相应的稀土配合物,并运用光谱法研究配合物与DNA之间的作用机制,为新型抗癌药物的设计开发提供依据。采用元素分析、红外和紫外光谱对配合物性质进行表征测试,确定其化学组成为REL(OH),RE为La~(3+)、Nd~(3+)、Eu~(3+),L为去质子形式的希夫碱配体。此外,运用光谱法和循环伏安法研究了REL(OH)配合物与鲱鱼精DNA之间的作用方式。配合物在加入DNA后,特征吸收峰强度发生明显的减色效应,但峰位红移不明显。配合物能够猝灭中性红-DNA体系的荧光。Fe(CN)_6~(3-)/~(4-)的氧化还原峰电流在配合物加入后减小,式量电位有正移趋势,表明配合物、Fe(CN)_6~(3-)/~(4-)与DNA的作用存在竞争。研究结果表明:这3种席夫碱稀土配合物与鲱鱼精DNA的作用均属于嵌插,且含有不同稀土离子的配合物与DNA的作用强弱不同,作用大小次序为Eu配合物La配合物Nd配合物席夫碱,这可能与DNA和配合物中的稀土离子所发生的作用有关。     

光谱法研究人胞红蛋白与铜(Ⅱ)离子的相互作用（英文）

胞红蛋白(Cygb)是近期在脊椎动物中发现的一种球蛋白家族成员,具有典型珠蛋白的"3+3"式的α-螺旋三明治折叠结构。利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱及圆二色(CD)光谱法研究了Cu~(2+)离子与Cygb的相互作用。结果表明,当Cu~(2+)离子加入到Cygb溶液中后,Cygb在280nm处的紫外吸收强度增大,说明Cu~(2+)与Cygb发生了相互作用;Cu~(2+)使Cygb的内源性荧光发生猝灭,其猝灭方式为静态猝灭。同步荧光光谱研究表明,Cu~(2+)可使色氨酸和酪氨酸的微环境发生较小的改变,与酪氨酸相比Cu~(2+)对Cygb的键合部位更接近于色氨酸。圆二色光谱研究表明,Cu~(2+)对Cygb的二级结构未引起明显变化。     

新型大环席夫碱的合成及其荧光量子效率的研究

合成了单核席夫碱锌(Ⅱ)配合物和系列大环双核席夫碱锌(Ⅱ)配合物,研究了它们的荧光性能,并测定了它们的荧光量子效率.结果表明,大环席夫碱双锌配合物具有较强荧光效率,此类大环双核席夫碱化合物可以用于有机电致发光材料中.     

糠醛缩壳寡糖席夫碱及Cu(Ⅱ)配合物与DNA之间的作用机制

以糠醛和壳寡糖反应生成的席夫碱,与不同摩尔比的Cu2+配位合成配合物FCOS-Cu11、FCOS-Cu13和FCOS-Cu31,并研究配合物与DNA之间的作用机制。采用循环伏安、紫外-可见吸收光谱、粘度和DNA熔点测定的方法,分别研究了席夫碱及配合物与DNA之间的作用机制。合成的3种配合物具有电化学活性。加入DNA后,配合物的氧化峰电流减小,峰电位微弱移动。配合物的吸收峰强度减色显著,同时伴有峰位红移现象。配合物加入后,DNA的相对粘度和熔点呈增大趋势。结果表明,席夫碱及配合物与DNA之间存在嵌插结合,且3种配合物中的Cu2+含量与DNA的嵌插作用强度有关,结合强度依次为FCOS-Cu11FCOS-Cu13FCOS-Cu31。     

壳聚糖与金属离子反应机理的密度泛函研究

采用密度泛函方法,基于第一性原理利用广义梯度近似(GGA)对壳聚糖进行了结构优化和频率计算,比较了不同泛函形式的计算结果,并对壳聚糖与金属离子Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)的反应焓分别进行了计算,讨论了金属离子与壳聚糖的反应机理。结果表明,各种GGA方案中,HCTH407泛函对于壳聚糖结构的优化及O-H、N-H键均裂焓计算结果均比较准确。比较壳聚糖与各金属离子反应焓可知,壳聚糖与Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)结合的反应均为放热反应,壳聚糖与3种金属离子反应产物稳定性排序为Cu~(2+)Zn~(2+)Mn~(2+)。     

半脱氨酸附载大孔型阴离子树脂富集水中微量元素

半胱氨酸(H_2L)具有巯基和氨基能和许多金属离子络合形成稳定的络合物。用H_2L和氢氧根型的D296大孔型强碱性阴离子交换树脂一起加热制得一种新型的附载树脂。在水溶液中,pH为6.5—8时能够定量吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)离子,具有容易合成,容易洗脱,吸附速度快,同时试验了大量共存离子存在时对Cu~(2+)、Pb~(2+)、     

DNA酶裂解-纳米金共振瑞利散射光谱法测定痕量Cu2+

在pH 7.0HEPES(4-羟乙基哌嗪乙磺酸)缓冲溶液中和0.19mol.L-1 NaCl存在下,单链底物DNA(SS)和酶链DNA(ES)在80℃杂交形成双链DNA(dsDNA)。Cu2+可切割dsDNA中的底物链释放出单链DNA(ssDNA),此ssDNA与金纳米粒子(NG)作用形成NGssDNA结合物不被NaCl聚集,而未保护的NG聚集形成较大粒径的聚集体(NGA),在627nm处有一个较强的共振瑞利散射峰。随着Cu2+浓度的增大,该共振瑞利散射峰降低,其降低值ΔI与Cu2+浓度在15～1 250nmol.L-1范围呈线性关系,其回归方程为ΔI=0.17c-2.3,线性相关系数为0.989 5,检出限为8nmol.L-1。据此建立了一个高灵敏、高选择性、简便测定Cu2+的共振瑞利散射光谱分析法。该法用于水样中Cu2+的检测,结果满意。     

基于氨基苯甲酰肼衍生物的铬离子荧光探针的合成及性能研究

以对氨基苯甲酸为母体通过系列化学衍生引入丹磺酰胺荧光基团及2-羟基-1-萘醛配位基团构筑了新型、简单的铬离子荧光探针L(1-(二甲基氨基)-5-(4-((2-羟基-1-萘亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘磺酰胺)。运用核磁、质谱、元素分析和红外等手段表征了其结构,并通过荧光光谱法研究了探针分子L对Cr3+的识别作用。结果表明,当激发波长为350 nm时,单纯的探针分子L在473 nm(2-羟基-1-萘醛)和514 nm(丹磺酰胺)处显示连体双峰;当向探针分子L中加入Cr3+后,2-羟基-1-萘醛作为受体与Cr3+结合,丹磺酰胺发射峰红移至540 nm,并且强度增强5倍,量子产率Φ=0.28。探针分子L的背景荧光对Cr3+的识别无任何影响,识别过程推测是由CHEF效应和PET(光诱导电子转移)共同引起的。当加入其他金属离子(Na+,K+,Li+,Ca2+,Zn2+,Mn2+,Co2+,Cu2+,Cd2+,Hg2+,Pb2+,Ag+)时,在540 nm处荧光强度未增强,表明L对Cr3+具有高度专一的选择性。通过电喷雾质谱和Job’s plot 曲线确定L和Cr3+为1∶1的配位模式,探针L对Cr3+的最低检测限可达到4.0×10-6 mol·L-1。     

二维镨-镉异核金属配合物的水热合成、晶体结构及谱学性能研究

利用水热合成法,以柔性的乙二胺四乙酸（H₄EDTA）为配体、氧化镨以及氯化镉为金属源合成了一种镨-镉异金属-有机配合物[Pr₂Cd₃(EDTA)₃(H₂O)₁₁]·14H₂O （1）。通过X射线单晶衍射确定化合物1的结构,该化合物属单斜晶系的C2空间群,a=16.154(3) Å,b=14.863(3) Å,c=14.875(3) Å,β=115.855(3)°,V=3214.2(9) Å3, Z=2,化合物1的结构中存在纳米尺寸大小的“心形”Pr₆Cd₆O₁₂轮簇。其中Cd2+的配位数为7,采取单帽三棱柱的配位构型,而Pr3+采取十配位双帽四方反棱柱的构型。EDTA4-配体的四个羧基全部去质子化,与一个Cd2+和两个Pr3+配位,其中4个羧基氧原子和2个氮原子都与Cd2+配位,两个羧基分别桥连1个Pr3+。Pr3+和Cd2+通过μ₂-O氧原子交替连接形成Pr₆Cd₆O₁₂轮簇,每个Pr₆Cd₆O₁₂轮簇与附近的6个Pr₆Cd₆O₁₂轮簇共边连接,从而形成一个二维（6, 3）层状结构。二维层再通过…AAA…类型的堆积方式形成三维超分子结构。游离水分子填充在二维层空隙中,与羧基以及配位水分子之间形成比较强的O-H…O氢键,这些氢键有利于结构的稳定。通过热重分析、稳态荧光光谱、热微扰二维红外相关光谱（2D-IR COS）、固体紫外-可见漫反射光谱等手段进一步对化合物1的谱学性能进行表征。在红外光谱上,由于存在大量的氢键,化合物的红外光谱在3 680～2 640 cm-1波数范围内出现宽而强的吸收谱带。同时配体H₄EDTA中的羧基脱去了质子氢,并且与金属离子发生配位,因此化合物1中羧基的C=O双键的伸缩振动吸收峰与未配位配体中的C=O双键的伸缩振动吸收峰相比,向低波数移动,在1 527 cm-1波数处出现吸收峰。固体荧光测试显示在325 nm的紫外光照射下,配合物1能发出强的360 nm左右的荧光,主要是由能量在Cd2+和EDTA4-之间发生明显的LMCT跃迁转移引起的,因此化合物1可作为一类潜在的发光材料。热微扰下的二维红外光谱显示,由于水分子与羧基及水分子之间存在氢键,使得O-H的伸缩振动吸收峰对热的微扰响应比较敏感。紫外-可见光谱测试显示化合物1在位于216 nm处出现很强的紫外吸收峰,归属于化合物1中EDTA4-配体的中n→σ*跃迁及π→π*,位于444, 468和484 nm的弱吸收峰,归属为Pr3+的f-f跃迁。     

[ONSO]型Salen化合物的合成、单晶结构及金属离子识别

一些重金属离子即使在较低浓度时也会对环境、生物体产生毒性,所以研究痕量金属离子识别具有重大意义。荧光传感器由于具有选择性好、灵敏度高、成本低、实时响应等优点, 得到了广泛关注。以2,4-二叔丁基苯酚,3,5-二叔丁基水杨醛和邻氨基苯硫酚为原料合成了类Salen配体L1, 并用1H NMR,13C NMR,IR,元素分析及X射线单晶衍射等手段对其进行了表征。并通过自由挥发法得到了配体L1的单晶结构,实验表明L1是三斜晶、P-1空间群的一个空穴平面[ONSO]四配位环境。通过荧光光谱考察了类Salen配体与金属离子(Li+,Na+,K+,Cd2+,Cs+,Co2+,Cu2+,Hg2+,Mn2+,Ni2+,Zn2+,Ag+)的识别与配位性能。光谱滴定分析表明L1与Zn2+以1∶1的化学计量数配位。另外,L1与Zn2+结合后荧光显著增强,荧光检测限达到5.01×10-5 mol·L-1,而上述提到的其他常见金属离子不引起荧光光谱变化。结果表明L1是一个对检测Zn2+的选择性高,灵敏度强的荧光增强型探针。     

基于罗丹明类衍生物荧光增强的食品中汞检测

食品安全问题越来越严重,汞作为有害离子之一受到人们的广泛关注,为了寻求茶叶和火腿肠中汞含量测定的新方法。首先以罗丹明B, 肼水化合物, 邻羧基苯甲醛为原料反应生成一种新型的Hg2+荧光增强型探针;接着,通过荧光光谱仪测量探针与不同浓度汞离子络合后的荧光强度,研究汞离子浓度与荧光强度的关系, 绘制出标准工作曲线;然后,对茶叶进行微波消解,消解后用合成的探针测定茶叶中汞的含量。结果表明：探针和络合物的最大激发波长为568.05和560.00 nm, 最大发射波长为587.94和580.00 nm;检测的适宜条件为：溶剂为50%甲醇水溶液,3.0 mL pH 4.0的缓冲溶液,反应时间30 min内。该探针对Hg2+有很好的选择性,Na+, K+, Ca2+, Cu2+, Zn2+, Al3+对此探针的荧光强度几乎没有影响,Fe3+, Mg2+, Ba2+对此探针的荧光强度仅有微弱的增强,而很低浓度的Hg2+对此探针的荧光强度有显著的增强作用。Hg2+浓度在5～20 ng·L-1范围内线性相关系数为0.951 2,检出限为1.9 ng·L-1;对茶叶和火腿肠样品进行Hg2+加标回收实验,标准回收率分别为101.1%,92.6%。该方法仪器结构简单,灵敏度, 准确度高,选择性好且用样量少,无需富集,有很强的实用性。     

表面活性剂-膜富集-紫外可见漫反射光谱法测定水中的痕量铅

提出了结合表面活性剂、膜富集和紫外可见漫反射光谱测定水中痕量铅的方法。在pH 8.5的氨水氯化铵缓冲溶液中,剧烈搅拌下,铅与双硫腙形成疏水性的红色络合物,该络合物能够被混合纤维素酯膜富集,并且在非离子表面活性剂聚氧乙烯月桂醚(Brij-30)的存在下,该络合物被混合纤维素酯膜富集的效率得到了很大提高,然后待膜自然干燥后直接测得膜表面的漫反射光谱。本文对表面活性剂类型、表面活性剂浓度、反应酸度、双硫腙浓度和反应时间等条件进行了优化。研究结果表明,在最佳实验条件下,最大吸收波长为485 nm,在5～100 μg·L-1范围内铅离子的浓度与其络合物的吸光度呈良好的线性关系,相关系数的平方R2为0.990 6,检出限为2.88 μg·L-1。研究发现下列共存离子不干扰铅离子的测定：500倍的K+,Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+,NO-₃,Cl-,CH₃COO-,SO2-₄;10倍的Al3+(10%的NaF进行掩蔽),Fe3+(10%的NaF和酒石酸钾钠进行掩蔽),Hg2+和Zn2+(10%的NaSCN和酒石酸钾钠进行掩蔽);同等浓度的Cd2+,Cu2+。采用本方法测定瓶装水中的痕量铅,结果与石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定的结果基本一致,加标回收率在95.4%～104.5%之间,标准偏差(SD)在0.5～1.5 μg·L-1之间,说明本方法具有较好的准确性。本方法操作简单、灵敏度高,适用于瓶装水中痕量铅的测定。     

黄腐酸络合铜离子光谱学特征及机理构建

二价金属离子C u2+在很多工矿企业周围水源及土壤中存量超标,造成生态环境恶化,传统的药剂及生物处理容易产生二次污染.黄腐酸由性质相似分子团簇构成,具有水溶性好、络合作用强及化学活性高的特点,对环境中C u2+分布、迁移和生物利用度可以实现高效控制与环保处理,是近年科学研究热点.现代多光谱表征分析有助于揭示黄腐酸与金属...     

金属离子修饰的ZnS/PAMAM纳米复合材料的荧光性能研究

用荧光分光光度法研究了Zn2+,Mn2+,Cd2+,Na+,K+,Ag+,Cu2+和Pb2+等金属离子修饰的ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料的荧光发射性能。结果表明：不同金属离子修饰效果不同。Zn2+,Mn2+和Cd2+修饰后,ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料的荧光发射强度有不同程度提高;Ag+,Cu2+和Pb2+的修饰对荧光有不同程度的猝灭作用;而Na+和K+的修饰对荧光发射无明显影响。与修饰前相比,Cd2+离子修饰的ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料标记的潜指纹发射的蓝色荧光更加明亮,与背景反差更加明显。这对提高潜指纹的显现精度和准确率有很好的借鉴价值。     

基于NaGdF_4∶Eu纳米粒子的荧光猝灭测定痕量Cu~(2+)

采用水热法合成了柠檬酸盐修饰的水溶性NaGdF4:Eu荧光纳米粒子,粒子溶液荧光强度稳定.实验发现,Cu2+外对合成粒子的荧光有猝灭作用,据此可建立用NaGdF4:Eu荧光探针测定痕量Cu2+的新方法.实验确定NaGdF4:Eu的浓度为1.0×10-3 mol·L-1,溶液的pH值为10.0.考察了其他常见离子对粒子荧光性能的影响,其中Fe3+使荧光发生猝灭,用三乙醇胺可消除Fe3+的干扰.标准曲线的线性回归方程为I=532-0.685c,相关系数r为-0.998 4,线性范围为3.33×10-6～1.33×10-4 mol·L-1,检出限为8.9×10-7 mol·L-1,对浓度为6.0×10-5 mol·L-1的Cu2+溶液平行测定11次,RSD为0.62%.以上结果表明,方法的线性范围较宽,灵敏度和精密度较高.测定了茶叶样品中铜含量,测定结果和原子吸收法测定结果相一致.分析Cu2+对粒子荧光猝灭的机理认为,Cu2+和粒子表面的柠檬酸根发生化学结合,改变了粒子表面的结构和组成,导致其荧光发生猝灭.