基于DNA双链取代策略免标记检测铅离子的研究

建立了一种基于DNA双链取代策略和SYBR GreenⅠ(SG)作为荧光染料插入剂进行免标记铅离子检测的荧光传感方法。SG作为一种染料分子,与单链DNA作用产生的荧光强度很弱,但可以插入双链DNA,使SG荧光强度明显增强。检测时铅离子适配体首先与其部分互补单链DNA杂交形成稳定的双链DNA结构,当溶液中存在铅离子时,铅离子与其适配体特异性结合,双链DNA的数量减少,加入SG可实现铅离子的免标记定量检测。此方法具有灵敏度高、特异性强、简便快速等优点。最低检测浓度为2 nmol/L,检出限(S/N=3)为1.6 nmol/L,实际样品检测结果良好。     

双链铜纳米簇用于铅离子的超灵敏非标记检测

利用聚AT-TA的双链DNA为模板合成铜纳米簇,并作为荧光探针开发了一种荧光生物传感方法用于铅离子的检测。该方法设计是基于铅离子能有效地猝灭铜纳米簇的荧光,当有铅离子存在时,铜纳米簇的荧光强度减弱从而实现对铅离子的灵敏检测。方法用于铅离子的检测,检测时间只需15 min,检出限为5.2 pmol/L,特异性好(没有其它金属离子的干扰)。     

能量色散-X射线荧光光谱测定中草药痕量镉、铅、铜

为寻求一种能够直接对中草药中重金属进行快速检测的方法,采用压片法对样品进行前处理,建立了能量色散-X射线荧光光谱法快速检测中草药中痕量重金属镉、铅、铜元素的方法。在20 min即可完成检测,镉、铅、铜检出限分别为0.072、0.207、0.340 mg/kg,测试结果表明与原子吸收和ICP-MS相比,本方法数据稳定性和准确度良好,具有快速、准确、简单的优点,能够满足药典中对重金属元素的限量要求,适用于现场快速检测与质量控制检测。     

重金属离子富集检测的微量热研究

采用微量热技术对重金属离子的富集检测过程进行了研究. 采用流动注射分析法研究了重金属离子进样顺序、 样品进样流速和载体树脂颗粒粒径对重金属离子抑制脲酶催化反应的影响, 优化了脲酶及重金属离子进样量, 获得了脲酶固定化及重金属离子富集条件的优化参数. 结果表明, 在低流速(0.1 mL/min), 载体树脂颗粒粒径为0.5～0.6 mm, 脲酶进样量为3 mL, 重金属离子进样量为5 mL的条件下, 先进行重金属离子的富集, 再检测其对固定化脲酶催化反应的影响可得到较好的检测效果. 在实验浓度范围内, 4种重金属离子对脲酶催化反应的影响顺序为砷离子>铜离子>镉离子>铅离子. 本文对重金属离子进行了适当的富集, 降低其检测下限, 为采用微量热法进行重金属离子的快速检测提供了理论依据.     

一种检测汞离子的高灵敏度高选择性电致化学发光传感器

汞是一种常见的有毒重金属,主要以汞离子(Hg~(2+))形式存在,对人的健康和环境都产生极大的危害.传统的检测汞离子的方法有原子吸收/发射光谱法~([1]),荧光法~([2])等,但存在操作繁琐,检测限高等缺陷.这里我们将高灵敏度的ECL和高选择性的寡核苷酸相结合对汞离子进行检测,并得到了较满意的结果.     

基于小分子的铜离子与汞离子双识别荧光探针

铜离子在不同细胞生理过程中作为催化辅助因子起着很重要的作用,但是体内铜离子浓度出现异常也会导致疾病甚至死亡。与铜离子相比,汞离子是各种重金属污染物中最普遍、最危险的一种。因此,对它们高灵敏度、高选择性检测具有非常重要的意义。荧光探针法由于具有灵敏度高、快速便捷、可视化和原位无损检测等优点而成为Cu²⁺与Hg²⁺离子重要的检测手段之一。本文总结了近几年基于小分子Cu²⁺和Hg²⁺离子双识别荧光探针的设计合成、性能及其在分析方面的研究与最新进展,并展望了此类荧光探针未来的研究与发展方向。     

分散液相微萃取-X射线荧光法快速同时分析水溶液中的重金属

自主建立了一种利用分散液相微萃取技术同时富集水溶液中铅、镉和汞三种重金属离子的X射线荧光多元素同时分析方法。方法首先以二乙基二硫代甲酸钠(Na-DDTC)为络合剂,在pH 4.0条件下,络合剂与水溶液中铅、镉和汞离子同时络合,形成金属络合物;再采用以丙酮为分散剂、四氯乙烯为萃取剂的分散液相微萃取方法对水溶液中金属络合物同时进行百倍的萃取富集,最后采用X射线荧光光谱仪对萃取溶液中铅、镉和汞元素同时进行定性定量分析,整个分析过程数分钟内完成,3个元素方法检出限均可达0.1 mg/L。该方法在一定程度上弥补了XRF本身检出限高的问题,扩展了XRF在水相中痕量铅、镉和汞元素检测中的进一步应用。     

基于氟硼二吡咯染料的汞离子荧光分子探针的合成与光谱性质

合成了一种中位-苯甲酸基取代的氟硼二吡咯类染料衍生物(1)并研究了它的金属离子传感性能。在甲醇溶液中,染料1显示出显著的对汞离子具有选择性的"开-关"型亲离子荧光团响应,而对其他一些代表性碱金属、碱土金属、过渡金属及重金属离子等都没有明显的荧光响应;同时染料1在对所检测的金属离子中,通过其溶液颜色的改变对汞离子显示出明显的选择性显色行为,以便实现对汞离子的"裸眼检测"。     

掺杂型碳量子点的制备及其在重金属离子检测中的应用

碳量子点(CQDs)具有独特的荧光性质、制备原料来源广泛、合成过程绿色简便、水溶性和生物相容性良好等优点，因而受到广泛关注。CQDs与特定的重金属离子结合后，荧光强度会出现不同程度的增强或减弱，基于此可实现重金属离子的荧光检测。然而，传统的CQDs受限于自身荧光强度不高以及在重金属离子检测中的灵敏度与选择性较差等不足，应用效果并不理想。对CQDs进行杂原子掺杂可调节CQDs中碳原子的电荷密度和自旋密度，提供更多的活性位点，丰富CQDs的能级结构，从而提升其荧光强度。此外，杂原子掺杂可为CQDs引入丰富的官能团，构建易与重金属离子结合的功能界面，从而提高荧光检测的灵敏度。本文综述了近年来氮、硫、磷、锌和铜等原子掺杂CQDs的制备及在重金属离子检测中的研究进展，分析了原子掺杂对CQDs荧光检测性能的影响、原子掺杂CQDs的检测机理、检测应用效果，并展望了其未来的发展方向。     

若丹明基金属阳离子荧光探针的研究进展

金属离子广泛存在于自然界中,一些离子如Cu2+、Fe3+、Al3+等在生命过程中有着重要作用,而另一些离子如Hg2+、Pb2+等重金属离子即使在低浓度时也会对环境和生物体具有极强的毒性,故高选择性和高灵敏度的离子检测的研究意义重大。荧光分子探针在表达分子间识别行为以及复杂的环境、生命体系的内状态信息方面具有优异的性能,已被广泛深入地用于构建新型功能性探针分子。本文综述了近年来基于若丹明的金属阳离子如Hg2+、Cu2+、Fe3+等荧光分子探针的研究进展,包括探针的结构特征、检测机理、检测水平,更重要的是其在环境检测、生物成像、分子器件等方面的新应用,并对荧光探针所面临的问题和发展前景作了分析。     

量子点在分析检测中的应用进展

量子点是一类粒径在纳米尺度的荧光材料,因其独特而优良的光学性质已在化学、生物和医学的研究及应用方面取得了很大进展。本文综述了近年来量子点在重金属离子和有机分子的定量分析、药物分析以及生命分析等领域的应用进展。     

核酸适配体-荧光传感技术在重金属检测领域的应用

重金属污染环境后难以自然降解或无害化,进入有机体后有较强的生物蓄积性,会对环境安全和人类健康造成巨大威胁;此外,有些高毒重金属离子还可作为蓄意投毒、威胁恐吓的恐怖剂。因此,对环境中的重金属离子实现快速、现场检测尤为重要。传统仪器检测方法前处理复杂、成本高、操作需要专业人员,现场应用受限。近年来随着技术的发展和新材料的应用,荧光传感器的灵敏度、便携性及成本等均得到较大改进。其中,基于核酸适配体捕获的荧光传感技术在重金属特异性识别方面更是得到广泛开发和应用。该文从标记型、非标记型及纳米材料辅助等方向,综述了核酸适配体-荧光传感技术在重金属检测领域的应用,以期为重金属的现场快速检测提供思路。     

水溶液中金属增强荧光的研究进展

本文综述了水溶液中金属增强荧光的研究进展,重点阐明如何通过控制荧光物质与金属纳米粒子表面的距离,实现水溶液中的金属增强荧光。荧光物质与金属纳米粒子表面的距离主要通过有机分子和无机分子Si O2层控制,只有当距离合适才能达到最大的金属增强荧光。金属增强荧光提高了荧光检测的灵敏度,扩大了荧光技术的应用范围,已广泛应用到DNA、蛋白质检测、生物标记、生物成像和免疫分析中。     

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。     

卟啉类显色剂在重金属离子分析中的研究及应用

卟啉类试剂由于其特殊的光学性能而成为一种很有发展前途的有机显色剂,已广泛应用于金属离子的痕量测定.就国内外近年来卟啉类试剂在重金属离子分析中的研究及应用情况作了较系统的总结.主要介绍分光光度法、荧光光度法和高效液相色谱法3种分析方法在此方面的应用,列举了分析过程中出现的问题以及解决方法,并展望了卟啉类试剂在重金属离子分析中的发展方向.     

香蕉皮对重金属离子铅的吸附性能研究

建立了香蕉皮快速、高效对重金属离子铅吸附性能的方法。采用分光光度法测定重金属离子铅的浓度,分别研究了7种不同形态的吸附剂对废水中重金属离子铅的吸附性能。在优化的实验条件下,重金属离子铅浓度与吸光度的线性相关系数R=0.999 83,且方法相对标准偏差(RSD)低于3%。结果表明,香蕉皮对废水中的重金属离子铅有良好的吸附效果,吸附率达到91.3%。利用香蕉皮去除废水中的重金属离子,可以变废为宝,且方法吸附率高、准确可靠、精密度高,可用于吸附废水中重金属离子铅。     

Highly selective chromogenic and fluorogenic probe based on benzothiazole-thiosemicarbazone Schiff base for detection of copper (II) in real samples

Copper is the third most abundant essential transition metal ion in the human body. It's responsible for important activities in many living things, but excessive intake of Cu²⁺ can lead to a range of diseases. A colorimetric and turn-off fluorescent probe (E)-2-(5-(benzothiazol-2-yl)-2-(diethylamino)-4-hydroxybenzylidene)-N-phenylhydrazine-1-carbothioamide ( ZTR ) was designed and synthesized by thiosemicarbazone Schiff base as a specific complexes site strategy to achieve highly specific Cu²⁺ detection. The fluorescence of the probe ZTR solution fell dramatically when Cu²⁺ was added, and its appearance changed from dazzling blue to nearly colorless. The simple structure and readily available fluorescent probe provide a novel approach for the quantitative detection of Cu²⁺ in the linear range from 0 to 0.12 μM, with a detection limit down to 16 nM, and with high selectivity for Cu²⁺ over 15 other metal ions. Job’s plot analysis showed that probe ZTR and Cu²⁺ formed a 1:1 coordination complex. In addition, because of its low detection limits and fast response time, the created fluorescent molecule was effectively used to study the target ions on test paper strips and in water samples.))     

Flipping the light switch 'on'--the design of sensor molecules that show cation-induced fluorescence enhancement with heavy and transition metal ions

Real-time and real-space analysis of heavy and transition metal ions employing fluorescent sensor molecules has received much attention over the past few years. Since many of these cations possess intrinsic properties that usually quench the fluorescence of organic dye molecules, a lot of research has lately been devoted to designing fluorescent probes that show complexation-induced fluorescence enhancement. Such an analytical reaction would be highly desirable in terms of increased sensitivity and selectivity. However, in this particular field of sensor research, the photophysical and photochemical mechanisms involved as well as the chemical constitutions of the sensor molecules employed are rather diverse and up to now, very few attempts have been made to establish some general concepts for rational probe design. By analyzing various systems published by other researchers as well as own work, this contribution aims at an elucidation of some of the underlying principles of heavy and transition metal ion-enhanced emission.     

Ultrasensitive CE for heavy metal ions using the variations in the chemical structures formed from new octadentate fluorescent probes and cationic polymers

Novel fluorescent probes have been developed for the ultratrace detection of heavy metal ions by capillary electrophoresis using laser-induced fluorescence detection. Based on a molecular design, the probes are composed of an octadentate chelating moiety, a macrocyclic DOTA (tetraazacyclododecanetetraacetic acid) and an acyclic DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid) frame, a spacer and a fluorophore (fluorescein). These were chosen on the basis of their ability to form kinetically inert and highly emissive complexes, and to prevent a quenching effect even with heavy and paramagnetic metal ions. Addition of a cationic polymer, polybrene, in the separation buffer provided high resolution and simultaneous detection of Ca(2+), Mg(2+), Cu(2+), Zn(2+), Ni(2+), Co(2+), Mn(2+), Cd(2+) and Pb(2+). The direct fluorescence detection of these metal ions with high sensitivity at lower ppt levels, typically 2-7 × 10(-11) M (potentially sub-ppt), was successfully achieved. While separation of anionic compounds using a counter cation ("Ion Association (IA)" mode) is typically controlled by the ion association equilibrium constants, K(ass), it was found that differences in the mobilities, μ(ep(IAC)), of the ion association complexes formed between the probe complexes and counter cations are the driving forces for separation in this new method. This suggests that each of the polybrene-probe complexes has different chemical structures among metal ions, which were able to be determined by CD spectra in this investigation. This novel separation mode was termed the "Ion Association Complex (IAC)" mode, distinct from the IA mode.     

A Selective Colorimetric and Fluorescent Chemodosimeter for Fe(III) Ion Based on Hydrolysis of Schiff Base

An efficient colorimetric and fluorescent chemodosimeter for Fe³⁺ ions has been developed. The visual and fluorescent behaviors of the receptor toward various metal ions were investigated. The receptor shows exclusive response toward Fe³⁺ ions and also distinguishes Fe³⁺ from other cations by color change and unusual fluorescence enhancement in aqueous solution (DMSO/H₂O = 4/1, v/v). Thus, the receptor can be used as a colorimetric and fluorescent sensor for the determination of Fe³⁺ ion. The visual color detection limit and the fluorescence detection limit of the receptor towards Fe³⁺ are (1.42 ± 0.01) × 10^‐6 M and (7.57 ± 0.04) × 10^‐8 M, respectively. The fluorescence microscopy experiments showed that the receptor is efficient for detection of Fe³⁺ in vitro, developing a good image of the biological organelles. The sensing mechanism is proven to be a hydrolysis process