新型席夫碱Cr~(3+)荧光探针及其细胞成像研究

Cr~(3+)离子在脂肪、核酸、糖和蛋白质的代谢中发挥着重要作用,并且Cr~(3+)离子被认为是一种致癌物质,对人类有极大的危害.因此,通过将8-羟基喹啉醛和硫代碳酰肼反应制备出化合物L.探针L的CH_3CN/H_2O(V∶V=1∶2,Tris buffer 50 mmol/L,p H=7.3)溶液中加入Cr~(3+)离子,可以通过肉眼观察到其颜色从无色到黄色的变化和明显的荧光增强效应,这些现象表现出探针L对Cr~(3+)离子具有良好的选择性.根据Job曲线、荧光滴定、质谱和密度泛函理论(DFT)计算确定了探针L与Cr~(3+)离子形成1∶1的络合物.络合常数为1.00×10~5 L/mol,检测限为2.85×10~(-7 )mol/L.此外,生物成像实验表明,探针L可以通过荧光增强信号检测活细胞中的Cr~(3+)离子.     

Al~(3+)可视化水溶性分子荧光探针的合成及其作用研究

设计并合成了3种嘧啶并[1,6-a]苯并咪唑磺化物:4-(2'-羟基苯基)嘧啶并[1,6-a]苯并咪唑-5'-磺酸钠(L1)、4-(2'-羟基苯基)嘧啶并[1,6-a]苯并咪唑-3',5',10-三磺酸钠(L2)和4-(2',4'-二羟基苯基)嘧啶并[1,6-a]苯并咪唑-5'-磺酸钠(L3),运用质谱和核磁等方法对其结构进行表征.运用荧光光谱法考察了L1,L2和L3对Al3+的识别作用,结果表明:在水溶液中L2能与Al3+配合,配合后的荧光光谱强度增强,而加入其它金属离子(Cu2+,Hg2+,K+,Mg2+,Na+,Ni2+,Pb2+,Zn2+,Cr3+,Fe3+)基本没有变化,表明L2对Al3+具有专一的识别性.通过Job's plot曲线和荧光滴定实验确定L2和Al3+以1∶2的比例进行配合,L2对Al3+的检出限为0.073μmol/L,并且L2能够可视化检测Al3+.     

一种基于ESIPT传感平台的Al~(3+)荧光探针及其应用

合成了一种基于激发态分子内质子转移(ESIPT)传感平台的高灵敏度性Al~(3+)荧光探针-二氢嘧啶并苯并咪唑衍生物(DPM)。DPM含有邻苯酚羟基,二氢嘧啶和咪唑片段,在HEPES-乙醇缓冲液(3:7,V/V)中能进行ESIPT过程,也可与Al~(3+)螯合。当加入痕量Al~(3+)时,可使DPM由黄绿色荧光(λem=535nm)变为DMP-Al~(3+)螯合物的深蓝色荧光(λem=451nm),荧光强度增强165倍。在其它离子共存下,DMP表现出对Al~(3+)的特异性响应。该探针已用于水样中Al~(3+)的检测,检测限达0.15 nmol/L。此外,DPM能透过细胞膜,可在荧光显微镜下检测细胞内Al~(3+)离子。     

新型双光子荧光探针用于高灵敏检测硝基还原酶及细胞成像

以2-乙酰基-6-甲氨基萘为荧光团,对硝基氯甲酸苄酯为识别域,设计合成一种新型双光子荧光探针NNTR。基于单光子和双光子模式考察了NNTR探针的光学特性及其对硝基还原酶(NTR)的荧光响应,发现在NADH催化下,NNTR可与NTR(NTR)反应,5 min后,在单光子激发模式下,510 nm处的发射光强度增加了约350倍,而在双光子激发模式下,810 nm处的发射光强度增加了约500倍,活性截面积可达66 GM(1 GM=1×10~(-50)cm~4·s/photon)。将NNTR探针用于NTR检测,检出限低至22 ng/mL,且具有反应速度快、选择性高、光学稳定性好等特点。考察了探针对HeLa的细胞毒性,并以盖玻片诱导缺氧法使HeLa细胞缺氧,促使NTR过表达,实现了NNTR探针对HeLa活细胞中NTR的成像分析。     

席夫碱荧光探针用于水体系中Cu2+的高选择性测定

以8-羟基久洛尼定-9-甲醛和4-苯基氨基硫脲为原料合成了一种新的Schiff碱荧光探针(L)。在乙腈-水(1∶1,v/v,HEPES,pH=7. 4)缓冲溶液中,L与Cu~(2+)以1∶1和1∶2两种比例结合,溶液颜色由黄色变为棕黄色,荧光发生猝灭,体系的荧光强度和Cu~(2+)浓度在0～13μM的范围内呈线性关系,由此可以实现水体系中对Cu~(2+)的高选择性定量检测,检测限为6. 7×10~(-8)M。     

新型双功能席夫碱荧光探针分别识别检测Zn~(2+)和CN~-

合成了一种新的席夫碱荧光探针4'-羟基-3'-((2-吡啶亚甲基亚氨基)甲基)-4-氰基联苯(HPBC),用于对Zn~(2+)和CN~-的选择性识别检测。在Et OH-H_2O(2∶3,V/V,HEPES,p H=7.4)体系中,HPBC与Zn~(2+)按摩尔比1∶1络合,使探针在468 nm处的荧光明显增强,且最大发射峰发生15 nm的蓝移,而在加入其它金属离子后不产生明显的荧光增强现象,由此可以选择性识别检测水体系中的Zn~(2+)。本方法检测Zn~(2+)的线性范围为0.4~4.0μmol/L,检出限为36.5 nmol/L,比WHO规定的饮用水中Zn~(2+)限量水平(76μmol/L)约低1000倍。向HPBC中交替加入Zn~(2+)和EDTA,探针表现出"ON-OFF-ON"模式的荧光变化,且在4次循环后,体系荧光效率损失较小,表明HPBC对Zn~(2+)的识别具有良好的可逆性。荧光成像实验表明,HPBC可用于检测活细胞中的Zn~(2+)。而在DMSO-H2O(3∶7,V/V)介质中,由于与其它阴离子尤其是F~-与AcO~-相比,CN~-具有较强的碱性及较弱的氢键结合力,因此CN~-可使探针HPBC中的酚羟基去质子化,产生强的绿色荧光,且溶液颜色由无色变为淡黄色。由此可以选择性识别检测水溶液中的CN~-,且不受其它阴离子的干扰。HPBC对CN~-的检出限0.575μmol/L。HPBC还可制成试纸条,通过检测试纸条颜色及紫外灯下荧光的改变,方便快捷地检测水样中的CN~-。     

一种增强型荧光探针对Al~(3+)的识别检测及细胞成像研究

以2-羟基-1-萘甲醛和2-氨甲基吡啶为原料合成了一种简单的希夫碱化合物(L)。L作为增强型荧光探针,在缓冲水溶液中可选择性检测Al~(3+),检测限为80.5nmol/L,远低于世界卫生组织规定的饮用水中Al~(3+)的上限值(7.41μmol/L)。通过荧光共聚焦成像,化合物L可高效地检测人体SiHa癌细胞内的Al~(3+)。     

基于香豆素荧光团的高选择性Fe~(3+)荧光分子探针研究

设计合成了四种含有酰胺和酯基结构的香豆素荧光分子探针,其结构通过1H NMR、13C NMR和HRMS进行了表征,并对探针进行了常见金属离子识别性能的研究。发现该类探针对Fe3+产生荧光淬灭性响应,其中7-位带有二乙氨基的2-(7-二乙氨基香豆素-3-甲酰胺基)乙酸乙酯(C3)和3-(7-二乙氨基香豆素-3-甲酰胺基)乙酸丙酯(C4)对Fe3+的淬灭比例达到99.5%和99.6%,可作为识别Fe3+的探针。     

基于咔唑-席夫碱的高选择性裸眼和荧光识别Cu~(2+)的探针

合成了一种新型基于咔唑-席夫碱识别Cu~(2+)的荧光探针L.利用紫外-可见和荧光光谱研究了探针L对阳离子的识别性能.实验结果显示,当加入Cu~(2+)时,探针L的CH_3CN溶液显示出明显的颜色变化,由黄色变为无色.这表明,利用探针L可裸眼识别Cu~(2+).通过荧光光谱分析实验发现,在CH_3CN溶剂中,探针L对Cu~(2+)具有较高的选择性和灵敏度,其荧光强度随着Cu~(2+)的浓度增大而逐渐增强,不受其它金属离子影响,抗干扰能力强.探针L与Cu~(2+)的结合常数为1.38×10~4 L/mol,检测限为2.34×10~(-7) mol/L,低于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Cu~(2+)的最大含量20mmol/L.探针L在检测环境中的Cu~(2+)含量方面具有潜在应用价值.     

基于β-咔啉希夫碱的Al~(3+)荧光探针的合成及其性能研究

以L-色氨酸甲酯盐酸盐和2-喹啉甲醛为原料,通过多步反应合成3-{N'-(2-羟基苯亚甲基)甲酰肼基}-1-(喹啉-2-基)-9H-β-咔啉(QCS),并通过1H NMR、13C NMR、ESI-MS对其结构进行了表征。探针QCS对Al3+有特异性响应,可在9~100μmol/L范围定量检测Al3+,相关系数r2=0.999 1,检出限为4.40×10-9mol/L。在乙醇-水(体积比9∶1)的混合体系中,探针与Al3+的络合比为1∶1,络合常数Ka=(2.91±0.22)×103(mol/L)-1,且该探针与Al3+络合后的荧光强度在p H 5.0~8.0范围保持稳定,满足环境水样及生命体系的检测条件要求。     

Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针对水中Cu~(2+)的超灵敏检测

合成了一种Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针cs124-DTPA-NH-PEGDBI-Fe3O4∶Tb。该复合荧光探针与Cu~(2+)有很强的结合能力,Cu~(2+)对Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针具有荧光猝灭作用。实验表明,该复合荧光探针稳定性良好且有很好的水溶性,可在较宽的pH范围(5.0~10.0)快速检测Cu~(2+)。此外,在竞争实验中发现,该纳米荧光探针能够实现对溶液中Cu~(2+)的超灵敏和选择性检测而对其他多种常见离子响应较小,对Cu~(2+)的检测限甚至可达到1nmol/L。     

新型基于咔唑-氨基硫脲席夫碱识别Cu~(2+)的探针

合成出了3个新型基于咔唑-氨基硫脲席夫碱衍生物.利用裸眼、紫外-可见光谱、荧光光谱和质谱研究了代表2-[(N-庚烷-咔唑-3-基)甲叉基]肼硫代甲酰胺(L_2)对阳离子的识别性能.实验结果显示,该化合物水溶性良好,可以在DMSO-H_2O(V∶V=6∶4,Tris-HCl缓冲液,pH=7.0)的体系中使用.当加入Cu~(2+)时,化合物L_2的DMSO-H_2O溶液显示出明显的颜色变化,由无色变为黄色,而其它阳离子无明显颜色变化.这表明,席夫碱L_2可作为裸眼识别Cu~(2+)的探针.荧光光谱分析实验发现,在DMSO-H_2O(V∶V=6∶4,Tris-HCl缓冲液,pH=7.0)溶剂中,探针L_2是对Cu~(2+)具有高选择性和灵敏度的荧光猝灭型探针.探针L_2与Cu~(2+)的结合常数为3.42×104 L·mol~(-1),检测限为8.96×10-6 mol·L~(-1).MS分析显示,L_2与Cu~(2+)的络合比为1∶1.探针L_2对Cu~(2+)的检测限低于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Cu~(2+)的最大含量20?mol·L~(-1).     

一种基于席夫碱的Zn~(2+)荧光探针的合成及应用

以色酮-3-甲醛和3-羟基-2-萘甲酰肼为原料制备了基于席夫碱的Zn~(2+)荧光探针,通过核磁与质谱表征了探针的结构。由荧光光谱分析了探针的性能,研究发现该探针能够高选择识别Zn~(2+),而不受其他共存金属离子的干扰。随着Zn~(2+)浓度的增加,探针荧光强度逐渐增强,直到光谱不再发生变化。探针识别Zn~(2+)具有良好的可逆性。由Job's plot曲线图可以判断探针与Zn~(2+)按照1:1的比例进行配位。对自来水中的Zn~(2+)进行加标回收实验,回收率均大于95%,RSD小于3.2%,表明探针能够应用于实际样品中Zn~(2+)的检测。     

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.     

基于CdSeTe/ZnS量子点荧光探针测定痕量As~(3+)

水相合成高荧光量子产率的谷胱甘肽(GSH)包覆CdSeTe/ZnS量子点,并通过紫外光谱(UV)、荧光光谱(PL)、透射电镜(TEM)和电子衍射(XRD)等手段对其光学特性和结构进行表征。基于CdSeTe/ZnS量子点表面GSH对As~(3+)的特异性结合而导致量子点荧光猝灭作用,构建了基于CdSeTe/ZnS量子点作为荧光探针检测痕量As~(3+)的新方法。探究了As~(3+)对CdSeTe/ZnS量子点荧光猝灭的机理,As~(3+)在5.0~100.0μg/L浓度范围内,CdSeTe/ZnS量子点的荧光强度F_0/F与As~(3+)浓度之间呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9984,检测限为1.0μg/L。该量子点荧光分析方法可用于实际水样中As~(3+)的检测。     

羧基功能化LaPO_4:Ce~(3+)/Tb~(3+)荧光探针测定DNA

用溶剂热法,150℃条件下,反应24 h,制备了La PO4:Ce3+/Tb3+晶体(PDF 84-0600)。用XRD对材料进行了表征。并用巯基乙酸对材料进行了功能化,红外吸收光谱显示材料表面成功修饰上羧基(-COOH)。以COOH-La PO4:Ce3+/Tb3+材料为荧光探针,基于DNA对材料的发光淬灭,实现了对DNA的定量测定。在p H 5.5条件下,功能化荧光材料的荧光强度和小牛胸腺DNA(ct-DNA)的质量浓度(0.60~25.0μg/m L)成线性关系,线性方程为ΔF=944.85-26.97ρ,检出限为0.23μg/m L,相关系数R=0.9997,RSD为6.2%(n=7)。     

基于罗丹明B新型Fe~(3+)荧光探针的合成及其性能研究

以罗丹明B与2,6-二氨基吡啶缩合反应得到新型罗丹明B衍生物R1,其结构经1H NMR,13C NMR,IR,HRMS-ESI,X-Ray单晶衍射及元素分析表征.研究发现化合物R1作为荧光探针能选择性比色地识别Fe3+,且受常见金属离子的干扰较小.探针R1的荧光强度与Fe3+浓度(4×10-6~1.6×10-5 mol/L)呈较好的线性关系,并在Hep G2活细胞中实现了Fe3+的成像.     

新型Fe~(3+)荧光探针的合成及活细胞成像中的应用

以邻氨基苯硫酚和苄基氯为原料反应得到2-苄硫基苯胺(1),再将2-苄硫基苯胺(1)和罗丹明B进行缩合得到新型罗丹明B衍生物R1,并用IR,HRMS-ESI,~1H NMR以及13C NMR对其结构进行了表征.进一步通过荧光光谱法研究了化合物R1在甲醇水溶液中对常见离子的识别特性.结果表明荧光探针R1能够对Fe~(3+)进行快速,灵敏的识别,并且受其他常见离子干扰较小.探针R1的荧光强度与Fe~(3+)浓度(1×10~(-6)~9×10~(-6) mol/L)呈较好的线性关系,并在PC-12活细胞中实现了Fe~(3+)的荧光成像.     

乙酰基二茂铁苯并噻唑探针对Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)识别性能的研究

以二茂铁甲醛为起始原料,与邻氨基苯硫酚进行环合反应,得到产物2-二茂铁基苯并噻唑,然后进行乙酰化反应,最终得到2-(1'-乙酰基二茂铁基)苯并噻唑(Fc SO)探针分子.谱学表征和X射线单晶衍射分析证实了探针FcSO的晶体和分子结构.通过紫外可见光谱、荧光光谱和电化学分析三种分析方法,详细研究了探针FcSO对溶液中三价金属离子Al~(3+), Cr~(3+), Fe~(3+)的识别性能.研究结果表明,三种分析方法均能对特定三价金属离子进行有效识别,荧光分析方法抗干扰能力较强,对三价金属离子Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)的最低检测限分别是7.456×10~(-6),3.72×10~(-6)和1.35×10~(-5)mol/L. 1H NMR研究结果表明,探针FcSO分子结构中的乙酰基、二茂铁基和苯并噻唑基在识别三价金属离子Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)过程中均发挥了重要作用.     

YVO_4:Eu~(3+),Al~(3+)荧光粉的制备及荧光性能研究

用高温固相法制备了Al3+掺杂的YVO4:Eu3+荧光粉。采用X射线粉末衍射(XRD)、环境扫描电镜(SEM)、荧光光谱(FL)等对样品进行了表征。分析了Al3+掺杂对YVO4:Eu样品晶体结构、晶胞参数和荧光性能的影响,并探讨了烧结温度对光谱性能的影响。研究结果表明:当Eu3+的浓度x(摩尔百分比)为4%,Al3+的浓度为1.5%时,在1100℃下烧结的样品其荧光性能最好,5D0→7F2处的发光强度约为未掺Al3+的2.5倍。由于Eu3+的7F2→5L6跃迁吸收,YVO4:Eu3+,Al3+荧光粉可在395 nm被有效激发。因此,YVO4:Eu3+,Al3+可以作为近紫外激发的白光LED红色荧光粉。