5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-羟基亚苄基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺的合成及对锌离子识别的光谱性能研究

合成了含有丹磺酰胺荧光团的新型Zn2+荧光探针DH1(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-羟基亚苄基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺),利用光谱法研究它对锌离子的识别作用。光谱滴定和ESI-MS谱分析表明DH1与Zn2+以1∶1的化学计量数配位。在CH3CN/H2O(φ,9∶1)体系中,DH1与Zn2+结合后荧光显著增强,量子产率高达0.53,荧光检测限达到1.0×10-7 mol.L-1,而其他常见金属离子,如K+,Li+,Na+,Mg2+,Ca2+,Cr3+,Mn2+,Ni 2+,Pb2+,Cu2+,Cd2+,Co2+,Fe2+及Hg2+不引起荧光光谱变化。结果表明,DH1对锌离子识别具有较高的选择性和灵敏度。     

Synthesis of( E ) -5- ( dimethylamino ) -N- ( 4- ( 2- ( quinolin-2-ylmethylene ) -hydrazinecarbonyi ) phenyl ) naphthalene-1-sulfonamide for Detection of Zinc Ion

以丹磺酰胺为荧光基团设计合成了新型Zn2+荧光探针DW1(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-喹啉亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺).通过紫外光谱、荧光光谱及电喷雾质谱研究了DW1对Zn2+的选择性识别作用.结果表明,DW1与Zn2+结合后荧光显著增强,荧光发射光谱由545nm蓝移至515nm,量子产率达到0.32,且对Zn2具有较高的选择性,受常见离子的干扰较小.光谱滴定和ESI-MS谱表明DW1与Zn2+以1:1的化学计量数形成配合物,平衡常数K=1.75×104(mol/L)-1.     

新型锌离子荧光探针(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-喹啉亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺)的研究

以丹磺酰胺为荧光基团设计合成了新型Zn²⁺荧光探针DW1(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-喹啉亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺)。通过紫外光谱、荧光光谱及电喷雾质谱研究了DW1对Zn²⁺的选择性识别作用。结果表明,DW1与Zn²⁺结合后荧光显著增强,荧光发射光谱由545 nm蓝移至515 nm,量子产率达到0.32,且对Zn²⁺具有较高的选择性,受常见离子的干扰较小。光谱滴定和ESI-MS谱表明DW1与Zn²⁺以1∶1的化学计量数形成配合物,平衡常数K=1.75×10⁴(mol/L)^-1。     

谷胱甘肽比率荧光探针分子的设计合成及其光谱性能

将喹啉和丹磺酰胺两种荧光基团同时引入配体L1,利用L1与锌离子自组装构筑三核锌有机-金属大环化合物H-1(比率荧光探针),实现了对生物分子谷胱甘肽(GSH)的有效识别。利用紫外光谱、荧光光谱、~1H NMR、ESI-MS等表征方法研究了H-1对生物分子谷胱甘肽(GSH)的光谱识别作用。紫外滴定光谱表明,当向H-1中加入谷胱甘肽分子后,425 nm处的吸收峰强度降低,320 nm处的吸收峰强度增大,等吸收点为355 nm。利用320 nm处的吸光度值模拟计算平衡常数,lg K为4.03±0.11,说明H-1与GSH形成了1∶1的包合物。荧光光谱分析表明,当向H-1中加入GSH后,以340 nm光激发,波长为513 nm处丹磺酰胺的荧光强度下降,并且发生红移,而396 nm处喹啉基团的荧光强度增大。利用喹啉基团与丹磺酰胺基团荧光发射峰强度变化的比值可以精准检测谷胱甘肽分子,检测限可达到2.5×10~(-6)mol·L~(-1)。     

一种基于C＝N异构化的高选择性镁离子荧光探针

设计合成了荧光传感分子2-羟基-1-萘甲醛缩1-氨基海因(L),通过吸收和荧光光谱研究其对金属离子的识别作用,结果表明该化合物对镁离子表现出高选择性响应,在最大发射波长448nm处,乙腈中加入Mg2+,荧光强度增强30倍,Job曲线表明该受体分子与Mg2+以2∶1计量比配位,并初步探讨了该受体分子与镁离子的结合模式和荧...     

双探针基团（DPG）聚氰分子对Al3+识别机理研究

铝在人体中的代谢极其缓慢,摄入的铝会在体内不断积累,而异常浓度的Al^3+会破坏中枢神经系统,导致严重的神经性疾病,因此如何高效灵敏地检测Al^3+至关重要。荧光探针因具有携带方便、检测快速简单、价格低廉、选择性好等显著优点被广泛用于分析检测金属离子。大量研究中对于Al^3+的检测都是以单探针基团(single-probe group,SPG)分子以1∶1,2∶1,3∶1等进行配位。本文研究了一种活性三聚氯氰作为连接桥基团,罗丹明B酰胺和席夫碱衍生物对氨基苯甲酰水杨酸作为双探针基团(dual-probe group,DPG)的聚氰分子(RBCS),其采用易于控制的热动力学方法一步法制备得到。固定RBCS+Al^3+的浓度总和为20μmol·L^-1,改变二者的浓度比,通过Job-plot光学实验研究表明当离子占总浓度的比例在约0.68时578 nm处的荧光强度达到最高值,表明RBCS与Al^3+之间主要以1∶2进行配位。通过MALDI-TOF-MASS研究发现,相比无Al^3+的谱图,RBCS-Al^3+在900.07附近出现的新峰进一步验证了该DPG聚氰分子(RBCS)和Al^3+是以1∶2发生络合。通过探针RBCS(10 mg)中加入0,0.5,1,2,3当量Al^3+后的1H NMR滴定实验,对比特征H位置的变化,详细研究出RBCS对Al^3+的识别机理。研究表明当Al^3+存在时,Al^3+与RBCS上罗丹明酰胺部分羰基O,胺基N和三氰上N发生络合导致罗丹明酰胺开环,同时席夫碱部分的亚胺基团的N以及羧酸根和酚基的两个O也分别和Al^3+结合,使得CN键得到固化,整体的共轭性增加,从而产生荧光。综上所述,该聚氰分子(RBCS)可作为识别Al^3+的双探针基团分子。在365 nm紫外灯照射下RBCS-Al^3+表现出橙红色荧光,并随着Al^3+浓度的增加荧光逐渐增强。通过对RBCS光学性能测试条件的优化,最终选定在乙醇/水(99/1,V/V)溶液进行光学性能研究。通过荧光滴定实验测试了在激发波长557 nm,发射波长578 nm下RBCS(10μmol·L^-1)对不同浓度Al^3+(0.01~8 eq)的荧光强度变化,并对数据做线性回归处理,方程为y=32.3360+65.3641x,R2=0.9933,线性范围为1~10μmol·L^-1。通过3σ/k算得RBCS对Al^3+的检出限为15.0 nmol·L^-1。本研究可为设计DPG分子用于金属离子的检测提供参考。     

一种对Fe(Ⅲ)进行裸眼识别和检测探针的荧光性质

设计合成了甲苯2,4-二异氰酸酯桥联纳米Fe3O4和罗丹明6G的PEG基荧光探针试剂。并用红外光谱、热重分析、透射电镜方法进行了表征。该探针与Fe3+结合显示红色,可以作为一种裸眼检测的试剂用于溶液中Fe3+的检测。该探针对Fe3+具有很强的选择性和高的灵敏性,荧光滴定法研究表明,对Fe3+的检测的灵敏度达到l.5×10-9 mol.L-1,即使溶液中在Fe2+,Mn2+,Ni 2+,Y3+,Eu3+,Ce3+,La3+,Pr3+,Cd2+,Cr3+,Sm3+,Cu2+和Zn2+等共存的条件下,该荧光探针能够高选择的识别出Fe3+,检测不受干扰。而且该探针分子能够穿透HeLa细胞检测细胞内的Fe3+,对细胞有较好的标记功能。该荧光探针试剂有很高的水溶性,且合成过程简单,易于操作。     

[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。     

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。     

萘酰亚胺衍生物的合成及对铁离子（Ⅲ）的识别

以4-溴-1,8-萘酐为原料合成了新型萘酰亚胺衍生物N-正己基-4-苄胺基-1,8-萘酰亚胺（HBN）,通过NMR和 MS 表征了其结构。利用荧光光谱研究它对铁离子（Ⅲ）的识别作用。实验显示,在 C2 H5 OH／H2O （φ：1／1）体系中,当Fe3+浓度为4×10－7～1×10－2 mol·L－1时,HBN荧光强度随Fe3+浓度增加大幅度下降。线性回归方程为：F0／F＝623．2532cFe3++0．9642（R2＝0．9963）。常见金属离子,如Ca2+,Na+, Cu2+,Zn2+,Pb2+,Co2+,Ni2+,Mn2+及Fe2+等,均不干扰HBN对Fe3+的识别。结果表明,HBN对Fe3+具有较好的选择性和灵敏度。     

基于FRET机理的荧光探针的合成及其对汞离子的识别

基于FRET机理设计合成了一个包含罗丹明6G及香豆素的汞离子荧光探针Rh-6G-coumarin(RC),研究了它的光谱性能及对汞离子的识别作用。在V(C₂H₅OH)∶V(H₂O)=9∶1溶液中加入汞离子后,575 nm处荧光强度迅速增大,荧光由蓝色变为明亮的红色,同时溶液的颜色由黄色变为红色。溶液中其他金属离子,如Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺和Cr³⁺对汞离子的荧光识别没有太大影响。该探针可在较宽的pH ( 4~10)范围内识别汞离子。光谱滴定实验表明,汞离子与RC以2∶1的计量比形成了配合物。     

四硝基酚臂式氮杂18-冠-6与稀土离子配位性能的研究

合成并表征了1,10-二氧-4,7,13,16-四氮杂18-冠-6(L1)母体及其硝基酚臂式衍生物(L2)。在H₂O-DMSO(φ=1/4)混合溶剂中用UV-Vis光谱法对L2与H+,Ce3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+和Yb3+离子的相互作用进行了研究,并测定了配位稳定常数。结果表明,当溶液中pH值由1.85逐渐增大时,冠醚L2的吸收峰位从314 nm处红移;pH值增大到7.4时,在400 nm处产生了新的吸收峰,并且其峰位波长和峰强度随溶液碱性增强逐渐增大。当溶液中同时有稀土离子存在时,L2在400 nm以上的吸收峰相对于L2单独存在时发生紫移,且强度显著增大,证明了稀土配合物的形成,并且形成的pH值条件约大于7.0。L2与稀土离子的配位稳定常数值表明,其配位稳定性决定于冠醚空穴尺寸与稀土离子大小的匹配程度,随着Ce3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+和Yb3+离子半径的依次减小,其配合物的稳定性趋于降低。     

基于萘酰腙类锌离子增强型荧光探针的合成及光谱性能

设计合成了一种简单的酰腙类结构的增强型荧光探针HM,实现了对锌离子（Zn²⁺）的高选择性识别。运用ESI-MS质谱、荧光光谱和紫外-可见光谱等手段研究了探针HM对Zn²⁺的识别过程。紫外光谱测试表明,当向探针HM中加入Zn²⁺后,386 nm处的吸收峰逐渐减弱,在420 nm处出现了新的吸收峰,并且强度逐渐增大,直至达到平衡,等吸收点为396 nm。荧光光谱分析表明,探针HM能够高选择性地识别Zn²⁺。在发射波长510 nm处的荧光增强2.5倍,最低检出限为1.0×10^-5 mol/L、量子产率为0.02。该识别过程为PET（光诱导电子转移机理）和CHEF（螯合荧光增强机理）共同作用的结果。通过电喷雾质谱和Job's plot实验证明探针HM与Zn²⁺以1：1配位,平衡常数（K）达到4.05×10⁶ L·mol^-1。     

基于香豆酰肼的高选择性的铜离子荧光探针

设计合成了含有香豆酰肼官能团的铜离子荧光探针,N,N-二乙基氨基香豆素-3-酰肼吡啶醛(XB),该探针在水溶液中[V(CH3CN):V(H2O)=1:1]对铜离子识别和检测具有较高的灵敏度和选择性。碱金属和碱土金属离子K+、Na+、Mg2+、Ca2+以及过渡金属离子Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Ag+等对Cu2+离子的识别无显著影响。光谱滴定和ESI-MS谱表明Cu2+离子与XB以1:2的化学计量比形成配合物。     

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。     

一种Salen型荧光探针对镁(Ⅱ)离子的选择性识别

研究了Salen类型的荧光探针N,N'-二(2-羟基-1-萘甲醛)-l,2-苯二胺(NAPPDIH)对Mg²⁺的选择性响应。荧光和紫外光谱滴定实验显示NAPPDIH与Mg²⁺能够以1:1的化学计量比形成配合物。NAPPDIH与Mg²⁺结合后,溶液的荧光强度显著增强,紫外可见吸收光谱红移,肉眼可观测到溶液的浅黄色迅速加深。与其他金属离子相比,Mg²⁺显示唯一的荧光增强。此外,在3.0×10^-6~5.0×10^-5 mol·L^-1 范围内,Mg²⁺的浓度与荧光强度呈良好的线性关系。因此,NAPPDIH可用于Mg²⁺的快速检测。     

罗丹明6G缔合微粒共振散射光谱法测定过氧化氢

在0.020mol.L-1HCl-4.0×10-4mol.L-1KI-1.6×10-5mol.L-1Mo(Ⅵ)介质中,罗丹明6G(RhG)在540nm处有1个荧光峰,在540nm处有1个同步荧光峰。当有H2O2存在时,H2O2与过量的I-反应生成I3-,I3-与RhG形成缔合微粒,在320,400,595nm处产生3个共振散射(RS)峰;而在540nm处荧光峰猝灭。H2O2浓度在0.068~34μg.mL-1范围内与400nm波长处的共振散射光强度呈线性关系。据此建立了一个测定水中H2O2的共振散射光谱分析法。光谱研究结果表明,(RhG-I3)n缔合微粒和界面的形成是导致体系RS增强和荧光猝灭的根本原因。     

锌基-有机金属大环荧光探针对谷胱甘肽生物分子的识别

利用1H NMR,ESI-MS,UV-Vis,荧光光谱等测试手段研究了基于锌基-有机金属三元大环探针M-1对生物分子谷胱甘肽(GSH)的识别与传感。并且,通过研究识别过程中M-1与组成谷胱甘肽的氨基酸(半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸)的作用关系,确立了M-1对GSH的识别机理。结果表明,化合物M-1在H₂O/DMF(1∶9, φ)溶液中形成了稳定的[3+3]大环结构;紫外滴定光谱表明,向M-1中加入GSH后303 nm处吸收峰强度增加,380 nm处吸收峰强度减弱,在330 nm处出现了一个等吸收点,紫外滴定和ESI-MS质谱证实了M-1能够1∶1包合GSH,平衡常数(log K_GSH)为4.62±0.15。1H NMR表明谷胱甘肽在M-1中的构型为组成谷胱甘肽的谷氨酸通过羧基与金属中心之间的静电作用深深地进入M-1空穴内部。荧光光谱表明,向M-1中加入GSH时,以330 nm的光激发,发射波长从510 nm红移至540nm,荧光强度增加1倍;加入半胱氨酸、谷氨酸时,荧光强度分别增加0.4倍和0.2倍;而加入甘氨酸时,荧光没有变化。综合上述结果证明了M-1空穴的限域作用及其底部三元环上的氨基和GSH上的巯基(半胱氨酸)间的氢键作用使M-1的电子构型发生转变,进而引起紫外光谱和荧光光谱发生变化,实现了大环化合物M-1对生物分子谷胱甘肽的可视化、高灵敏度检测,检测限达到3.0×10-6 mol·L-1。     

螺吡喃光响应的汞、铬、银离子探针及相互作用光谱

合成并表征了1-羟乙基-3,3-二甲基-6′,8′-二叔丁基吲哚啉苯并螺吡喃配体1及其衍生物配体2。由于苯并螺吡喃6′,8′-二叔丁基斥电子基团的电子效应,开环体部花菁酚氧负离子上的负电荷难以分散,使其结构不稳定,配体1在紫外光照射下不直接开环,只有在极性较强的甲醇溶剂中受适当金属离子诱导才能形成有色开环体部花菁结构形式。配体1能较好地选择识别Hg2+,Cr3+和Ag+。当其相互作用时,不但紫外可见光谱及荧光光谱有明显“turn-on”变化,而且体系颜色明显地由无色变成黄色,目视识别效果直观明显。其他金属离子的存在对Ag+,Cr3+和Hg2+的识别几乎没有干扰。配体1与Ag+,Cr3+和Hg2+络合的化学计量比均为1∶1,检出限分别是：7.435 8×10-6, 6.126 8×10-6, 3.452 4×10-6 mol·L-1。通过配体2进一步证明了配体1和金属离子识别的结合模式。即螺吡喃结构中N1位取代侧链上的羟基,和其开环体酚氧负离子相互协调并与金属离子结合。