基于喹啉单元的荧光探针的研究进展

喹啉及其衍生物是一种很好的金属螯合剂,而且它们具有良好的荧光性能,所以喹啉及其衍生物一直是荧光探针领域研究的热点.本文综述了近几年来含喹啉单元的荧光探针的研究进展,介绍了含喹啉单元类的荧光探针对Zn~(2+)、Cd~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)和含喹啉单元与金属离子的复合型荧光探针对阴离子荧光传感性能,并展望了含喹啉单元的荧光探针的理论和应用前景.     

基于杯[4]冠醚的1,3,4-噁二唑荧光探针的合成及对金属离子的识别

分别以2-苯基-5-(2-吡啶基)-1,3,4-噁二唑及2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑为荧光基团,设计合成了基于杯[4]冠醚结构的荧光探针分子1a和1b;利用核磁共振氢谱(~1H NMR)、碳谱(~(13)C NMR)及高分辨质谱(HRMS)表征了其结构.采用紫外-可见光谱及荧光光谱考察了探针分子1a和1b对碱金属离子(Na~+,K~+,Cs~+)、碱土金属离子(Mg~(2+),Ca~(2+))及过渡金属离子(Mn~(2+),Co~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Cd~(2+),Ag~+)的识别作用.结果表明,Na~+可使探针分子1a的二氯甲烷溶液荧光强度显著增强,K+和Cs~+对探针分子1a的荧光强度几乎无影响,而Ca~(2+)及所有过渡金属离子均可有效猝灭探针分子1a的荧光.探针分子1b对于碱金属离子的识别作用与探针分子1a相似,但其与过渡金属离子的络合作用弱于探针分子1a.根据核磁共振表征结果讨论了金属离子与荧光探针的络合位点.     

基于香豆素骨架的重金属和过渡金属离子荧光探针的研究进展

按照对不同金属离子的识别归类总结了近五年来以香豆素为荧光基团的重金属和过渡金属离子(Cr3+,Cd2+,Pb2+和Hg2+;Fe3+,Co2+,Ni2+,Cu2+,Zn2+和Ag+)荧光探针的研究进展,并简要介绍了该类探针的设计、作用机理及应用,展望了该领域的发展趋势。     

精氨酸-罗丹明类Pb~(2+)荧光探针合成及识别性能

以罗丹明B、水合联氨、精氨酸为原料,合成了精氨酸-罗丹明类荧光探针化合物。利用红外光谱、核磁等技术对探针结构进行表征,利用荧光光谱研究其光谱性能及对金属离子的识别性能,同时也考查了金属离子浓度等因素的影响。结果表明,合成的荧光探针在乙腈/水溶液(1:3,V/V)中能对Pb~(2+)有较高的选择识别性能,且受常见金属离子的干扰较小,探针的荧光强度与Pb~(2+)浓度(11.50~27.56μmol/L)呈较好的线性关系,相关系数R~2=0.992,检出限为9.91μmol/L。Job’s曲线表明,荧光探针与Pb~(2+)的络合比为1:1,同时探讨了探针响应机理。     

荧光素类镁离子荧光增强型分子探针的制备及光谱性能研究

以荧光素与色酮-3-甲醛为原料合成了一种荧光增强型Mg~(2+)分子探针。采用核磁和质谱等对探针结构进行了表征。通过荧光光谱分析了探针的光谱性能。结果表明,探针对Mg~(2+)具有高选择性,可以特异性识别Mg~(2+),而不受其他金属离子的影响。Mg~(2+)浓度在0. 6～24μmol/L范围内,与体系荧光强度呈现良好的线性关系,检出限为0. 435μmol/L。探针识别Mg~(2+)过程具有良好的可逆性。探针与Mg~(2+)以1:1比例进行配位的。探针对Mg~(2+)的识别机理是由于Mg~(2+)参与了与N,O原子的配位,使得分子内螺环发生了由闭环到开环的变化造成的。该探针在金属离子定量与分子检测等领域具有潜在的应用价值。     

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。     

一种罗丹明衍生物的合成及其对三价金属离子(Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+))的识别

三价金属离子(Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+))与人体健康密切相关。目前,检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)需要采用不同的荧光探针,增加了检测成本和检测时间。发展能够同时检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)的高灵敏度和强抗干扰能力的荧光探针具有非常重要的意义。本文以罗丹明B为原料,合成和表征了一种罗丹明类荧光增强型探针(P),并研究了其光谱性质。研究表明,在V(甲醇)∶V(水)=9∶1体系中对三价金属离子Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+)具有较高的选择性,不受其它二价金属离子及一价金属离子的影响,抗干扰能力强。同时,探针P对三价金属离子具有较高的灵敏度,对Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测限分别为3.0×10~(-4)、2.7×10~(-4)和1.0×10~(-4)mol/L,表明其可用于Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测。     

一种香豆素类荧光探针的合成及其性能研究

本文设计合成了一种基于香豆素的荧光探针L,通过氢谱、质谱对其结构进行表征。该探针在DMSO/H_2O(体积比9∶1)体系中对Co~(2+)和Ni~(2+)具有较好的选择性和灵敏度。Co~(2+)和Ni~(2+)的加入使得探针L的荧光发射发生猝灭,其他金属离子未对探针的荧光产生明显的影响。探针L与Co~(2+)和Ni~(2+)的配位比均为1∶2,其对Co~(2+)和Ni~(2+)的检出限分别为1.002×10~(-7)和9.78×10~(-6) mol/L,结合常数分别是1.06×10~6和9.84×10~5 L·mol~(-1)。     

基于罗丹明荧光信号报告基团的细胞通透性铜离子荧光探针

分别以罗丹明B和罗丹明6G为荧光信号报告基团,以增强水溶性为目的的羟乙基肼为修饰基团,合成了反应型的Cu_(2+)离子选择性荧光探针分子L1和L2.紫外光谱和荧光光谱等分析结果表明,探针分子L1和L2对Cu_(2+)离子具有高灵敏度、高选择性的光谱识别行为.探针分子对Cu_(2+)离子的识别过程是通过Cu_(2+)离子催化水解控制氧杂蒽荧光信号的螺环酰肼基团实现荧光信号的开启,从而达到识别检测Cu_(2+)离子的目的,对Cu_(2+)离子的检出限均可达到10-8mol/L量级.同时,探针分子对常见金属离子和铵离子均具有较强的抗干扰能力.由于羟乙基肼的引入增强了探针的水溶性,使得探针L1和L2具有良好的细胞通透性和低毒性,实现了其对β-胰岛细胞(INS-1细胞)中Cu_(2+)离子的荧光成像检测.     

基于联萘酚衍生物的荧光传感器对Ca~(2+)的选择性测定

设计了基于联萘酚衍生物(LZ)的高选择性的荧光化学传感器,分别采用荧光光谱和紫外-可见光谱法研究了其对Ca~(2+)的识别.结果显示,与其他金属离子,如Ag~+、Al ~(3+)、Bi ~(3+)、Cd~(2+)、Co~(3+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Hg~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Ni ~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)相比,探针LZ对Ca~(2+)呈现良好的选择性.并且该探针在486nm处的荧光强度与Ca~(2+)浓度在2~7μmol/L范围内呈现良好的线性关系,其回归系数为0.994,检测限为0.8μmol/L,多次测定的相对标准偏差为2%.