一种新型比色荧光双通道水相检测氰根离子的化学传感器

合成了一种新型的,能在含水介质中比色荧光双通道单一选择性识别CN^-的传感器分子1-羟基萘甲叉酰肼乙基-3-羟基萘甲叉酰肼甲基苯并咪唑溴鎓盐(J1)。 在J1的DMSO/H₂O (体积比3:2)HEPES 的缓冲体系(pH=7.2)中分别加入F^-、Cl^-、Br^-、I^-、AcO^-、HSO₄^-、ClO₄^-、H₂PO₄^-、SCN^-和CN^-等阴离子后,只有CN^-的加入会使得溶液颜色发生明显的变化,由无色变为深黄色。 相应地在J1的DMSO/H₂O (体积比4:1)HEPES的缓冲体系(pH=7.2)中加入CN^-,溶液发出明亮的黄色荧光。 这一识别过程,不会受到其它阴离子的干扰。 紫外-可见光谱的最低检测限为1.57×10^-7 mol/L,检测线性范围为3.875×10^-4~2.15×10^-2 mol/L。 荧光光谱的最低检测限为4.63×10^-6 mol/L,检测线性范围为0.8×10^-4~1.60×10^-3 mol/L。 此结果表明,J1是一种良好的用于识别 CN^-的化学传感器,在含水介质中对CN^-具有选择性好、灵敏度高以及抗干扰性强的识别性能。 与此同时,基于J1对于CN^-的高选择性识别我们制备了CN^-的检测试纸,该试纸能够方便、快捷、准确地检测水中的CN^-。     

含水介质中高选择性比色识别氰根离子的配合物型传感器分子

以前设计合成的基于香豆素氨基硫脲衍生物的传感器分子L能在含水介质中单一选择性比色识别铜离子. 鉴于铜离子能与氰根离子(CN^-)结合形成稳定的配合物, 在以前工作基础上, 研究了L与铜离子形成的配合物对CN^-的连续识别性能. 结果表明, L与Cu²⁺能形成稳定的绿色配合物CuL₂, 该配合物能专一选择性高灵敏度比色识别水中的 CN^-. 在CuL₂的DMSO/H₂O (V:V=3:1) HEPES (N-2-羟乙基哌嗪-N'-2-乙磺酸)的缓冲体系(pH=7.0)中分别加入F^-, Cl^-, Br^-, I^-, AcO^-, HSO₄^-, ClO₄^-, N₃^-, SO₄^2-, NO₃^-, SCN^-和CN^-等阴离子的水溶液后, 只有CN^-的加入使得溶液颜色由绿色变为无色, 同时在紫外光谱中, CuL₂在446 nm处的最大吸收峰消失, 这一识别过程不受其它阴离子的干扰. CuL₂对CN^-的裸眼最低检测限为8.0×10^-6 mol/L, 紫外光谱检测限为4.0×10^-7 mol/L (0.4 μmol·L^-1), 低于世界卫生组织规定的正常饮用水中CN^-的含量标准(<1.9 μmol·L^-1). 结果表明CuL₂是一种良好的CN^-比色识别受体, 在含水介质中对CN^-具有选择性好、灵敏度高以及抗干扰强的性能. 制备了基于CuL₂的CN^-检测试纸, 该试纸可以方便快捷的检测水中的CN^-.     

基于偶氮水杨醛酰腙的氰根比色检测探针的合成及性能

设计合成了一种基于酚羟基和氨基的酰腙类探针分子, 利用紫外-可见吸收光谱和核磁滴定考察了其对F^-, Cl^-, Br^-, I^-, CH₃COO^-, H₂PO₄^-, HSO₄^-, ClO₄^-, CN^-, SCN^-, SO^2-₄和NO^-₃等阴离子的识别作用. 结果表明, 当加入CN^-离子时主体溶液颜色由无色变为黄色, 而加入其它离子时主体溶液颜色不变, 说明该探针在DMSO/H₂O(体积比5: 5)体系中能选择性裸眼比色检测CN^-. 核磁滴定及质谱数据表明, 该探针与CN^-以1:1化学计量比结合, 该过程通过亲核加成方式完成.     

一种增强型荧光探针检测CN-及在细胞中的应用

以甲醇为溶剂,2-羟基-1-萘甲醛和2-氨甲基吡啶1∶1结合生成了一种简单的希夫碱增强型荧光探针(L)。该探针在DMSO∶H₂O(3∶2,V/V)的水溶液中加入CN^-后,荧光可增强8倍,线性范围为0~120×10^-5M,通过核磁滴定证明此作用机理为CN^-的去质子化作用。此外,通过荧光共聚焦成像,化合物L可高效选择性地检测人体SiHa癌细胞中的CN^-。     

基于咪唑的荧光传感器对磷酸二氢根离子的高选择性识别

设计并合成了基于咪唑基团的高选择性的荧光传感器, 分别利用荧光和紫外-可见光谱研究了其对阴离子的识别. 结果显示, 该类荧光传感器只在H₂PO₄^-离子存在下发生显著的荧光猝灭现象, 并且产生一个新的荧光发射峰, 因此可用于乙腈溶液中H₂PO₄^-的快速有效检测.     

基于香豆素衍生物反应型识别CN~-的紫外荧光传感器及其应用研究

设计合成了一种基于N-4-吡啶基香豆素-3-甲酰胺的新型的CN~-传感器Q1.通过紫外和荧光光谱研究了传感器Q1对10种不同阴离子的识别性能.当向含水10%(DMSO/H_2O,V∶V=9∶1)的Q1中分别加入CN~-,F~-,Cl~-,Br~-,I~-,Ac O~-,H _2PO_4~-,HSO_4~-,Cl O_4~-和SCN~-等阴离子后,发现CN~-的加入,使得Q1在304 nm处的吸收峰增强;相应的荧光光谱在431 nm处产生较强的发射峰;在365 nm紫外灯照射下,加入CN~-的Q1溶液会产生蓝色荧光.同时,其它离子的加入无上述现象.Q1中加入CN~-后光学性质改变的特点可实现在紫外、荧光双通道中检测CN~-,并且对CN~-的检测不受其它竞争离子的干扰.Q1对CN~-的荧光最低检测限为1.44×10~(-8) mol/L,低于世界卫生组织(WHO)规定在饮用水中CN~-的最高含量(1.9μmol/L).另外,核磁滴定、红外、质谱结果表明,Q1对CN~-可能的识别机理是这二者之间发生加成反应,此推断通过密度泛函计算亦可佐证.值得注意的是,该结果可应用于对樱桃核仁中CN~-的检测,实现了在食物样品中的实时监测.     

用作pH传感器的偶氮水杨醛吖嗪的合成及其阴离子识别研究

本文设计合成了一种对硝基偶氮水杨醛吖嗪pH传感器S1。通过紫外可见分光光度法研究了传感器S1与八种不同阴离子的识别性能。通过向10%HEPES缓冲液(DMSO/HEPES=9∶1,V/V,pH=5.63)的S1中分别加入F~-、Cl~-、Br~-、I~-、AcO~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、H_2PO_4~-等阴离子后,发现F~-、AcO~-、H_2PO_4~-的加入使得S1在584、614、622nm处的吸收峰增强,溶液颜色由淡黄色转变为蓝色,同时其它离子的加入无上述现象。Job曲线测定了S1与F~-、AcO~-、H_2PO_4~-的化学计量比均为1∶1,及最低检测限分别为0.39,2.60和12.5μM。通过布朗斯特酸碱反应及密度泛函理论计算说明S1与F~-、AcO~-、H_2PO_4~-之间可能是脱质子化作用。由此可见传感器S1在溶液体系中是一种颜色可调的可视化传感器。     

一种裸眼和荧光双通道快速检测Hg2+的探针及其多种应用(英文)

设计并合成了一种在二甲基亚砜(DMSO)/磷酸缓冲溶液(PBS)(V∶V=5∶5,pH=10.17)中识别Hg²⁺的荧光探针HMI-Hg²⁺.HMI-Hg²⁺通过荧光信号增强识别Hg²⁺,并且溶液颜色在几秒钟内发生改变.光谱实验证实了该探针对Hg²⁺具有高选择性和高灵敏度,检测限为0.22μmol/L.HMI-Hg²⁺在水样和海鲜样品(鱼、虾和扇贝)中具有出色的检测效果.此外,HMI-Hg²⁺可用于在MCF-7细胞中对Hg²⁺进行成像,并具有线粒体靶向能力.     

一种吡啶-水杨醛类席夫碱的合成及对Zn2+的特异性识别

通过席夫碱反应将2-氨基4-甲基吡啶与4-(二乙氨基)水杨醛结合,设计并合成出一种新型的荧光探针L,该探针能特异性识别Zn²⁺。通过质谱、¹H NMR以及¹³C NMR表征其结构,并利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱研究了探针L在CH₃OH-H₂O(V:V=8:2,Tris-HCl缓冲液,pH=7.4)中对各种离子的选择识别能力。实验结果显示,向探针L中加入Zn2+之后,溶液从无荧光变成蓝色荧光,且457 nm处出现一发射峰。Job’s plot工作曲线结果和密度泛函理论(DFT)计算表明探针L与Zn2+结合计量比为1:1。荧光滴定结果表明探针L对Zn2+的检测极限可低至2.7×10^-8 mol·L^-1,结合常数为1.32×10⁴ L·mol^-1,pH应用范围4.0～10.0。对真实水样中的Zn2+进行检测,平均回收率大于98%,RSD小于1.61%,表明探针L能够检测真实水样中的Zn2+。     

4-(4-羧基苯氧基)间苯二甲酸构筑的过渡金属配位聚合物: 合成、 晶体结构、 荧光传感与光催化

采用水热法合成了4个配位聚合物[Zn(Hcpoia)(2,2'-bpy)·H₂O]_n(1)和[M(Hcpoia)(phen)]_n·nH₂O[M=Zn(2), Mn(3), Co(4); H₃cpoia=4-(4-羧基苯氧基)间苯二甲酸; 2,2'-bpy=2,2'-联吡啶; phen=1,10-邻菲罗啉], 利用X射线单晶衍射分析确定了配合物的晶体结构. 配合物1为一维链状结构, 中心Zn ²⁺离子的配位环境为[ZnO₄N₂]扭曲的八面体构型, 配体Hcpoia ^2-以μ₁∶η ¹η ⁰和μ₁∶η ¹η ¹配位模式桥连相邻的Zn ²⁺离子. 配合物2和4的结构与配合物1类似, 是由配体Hcpoia ^2-以μ₁∶η ¹η ⁰和μ₁∶η ¹η ¹配位模式联接[MO₄N₂]结构单元而形成的一维链状结构. 配合物1, 2和4中均存在分子间氢键(O—H…O), 氢键的存在使一维链连接形成二维超分子结构. 配合物3为二维网状结构, Mn ²⁺离子的配位环境为[MnO₄N₂]扭曲的八面体构型, 配体Hcpoia ^2-以μ₂∶η ¹η ¹配位模式桥连相邻Mn ²⁺离子形成[Mn₂COO₂]结构单元, 该结构单元被Hcpoia ^2-连接形成二维结构. 在4个配合物中, 2,2'-bpy和phen配体均以端基的形式与金属离子螯合配位. 研究了水溶液中抗生素分子和Fe ³⁺离子对配合物1与荧光强度的影响, 实验结果表明, 甲硝唑、 Fe ³⁺离子对配合物1有荧光猝灭作用, 并进一步考察了甲硝唑浓度和Fe ³⁺离子浓度对配合物1荧光强度的影响. 基于荧光猝灭机理, 配合物1可以用作荧光传感器检测水溶液中的甲硝唑和Fe ³⁺离子. 研究了配合物4对罗丹明B(RhB)的催化降解性能, 发现在氙灯照射和H₂O₂存在条件下, 配合物4对RhB具有较好的光催化降解作用.     

高选择性快速检测Hg2+的磺酰腙型探针的合成及其在吸附和HeLa细胞中的应用

以苯磺酰肼和4-二苯胺基苯甲醛为原料,通过缩合反应设计和合成了一种新型磺酰腙汞离子(Hg²⁺)探针N’-(4-(二苯氨基)亚苄基)苯磺酰腙(S1).在二甲基亚砜(DMSO)/H₂O(V∶V=7∶3,pH=7)溶液体系中,S1对Hg²⁺展示出快速响应、高选择和高荧光灵敏性.通过¹H NMR和HRMS探究了可能的机理.聚丙烯酰胺(PAM)掺杂S1(PAMS)对Hg²⁺有高的吸附性能,其去除率达到99.99%,并且在紫外灯下通过肉眼很容易区分.通过扫描电子显微镜(SEM)观察了PAMS吸附前后的微观形貌.此外,S1具有优异的生物相容性,可以极好地检测HeLa细胞中的Hg²⁺.     

2-[3-氰基呋喃-2(5H)-亚基]丙二腈衍生物的合成及其对Pd2+的识别

通过两步反应合成了一种2-(3-氰基呋喃-2(5H)-亚甲基)丙二腈衍生物TCF-Pyn,该化合物在MeCN/磷酸缓冲容溶液(PBS)(V∶V=2∶8,PBS 2×10^-2 mol/L,pH=7.4)混合溶液中能高选择性荧光"OFF-ON"识别Pd²⁺,发射波长达到近红外区(653 nm).该探针具有较好的抗干扰能力、较宽的pH适用范围(3~8)和较低的检测限(6.92μmol/L).应用研究表明,TCF-Pyn能检测真实水样中的Pd²⁺,并可对活细胞中的Pd²⁺进行荧光成像.     

一种连续识别Cu2+和草甘膦荧光探针的合成及应用研究

以7-(4-甲氧基苯基)乙炔基香豆素为荧光基团,设计并合成了一种香豆素酰腙类荧光探针L.在探针L的二甲基亚砜(DMSO)/H₂O[V∶V=7∶3,4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES) 10 mmol/L,pH=7.4]溶液中加入Cu²⁺,可以通过肉眼观察到颜色由黄色变为浅棕色和明显的荧光猝灭效应.该探针不受其他金属离子和阴离子的干扰,检测限为5.6×10^-8mol/L.同时,L-Cu²⁺体系通过配体置换的方式实现了对草甘膦的特异性检测,具有良好的选择性和抗干扰性、较高的灵敏度、较宽的pH适用范围(5～9)和较低的检测限(11.3 ng/mL).此外,L-Cu²⁺体系可应用于实际水样中草甘膦的检测,在环境监测等领域具有良好的应用前景.     

基于硫代黄素T诱导G-四联体构成的生物传感器检测铅离子

硫代黄素T(ThT)荧光分子在自由状态下荧光强度很弱, 通过在Tris-HCl缓冲液中加入Pb²⁺的适配体即富含G的DNA序列, 可与ThT荧光分子形成G-四联体结构, 使荧光信号迅速增强; 向溶液中加入Pb²⁺, Pb²⁺与其适配体有很好的结合特异性, 可生成更牢固的G-四联体结构, 使ThT分子被释放出来, 导致溶液的荧光强度降低, 基于此可检测溶液中的Pb²⁺离子. 实验中优化了缓冲溶液组成、 ThT荧光分子浓度、 Pb²⁺适配体浓度及反应时间等条件. 结果表明, 在10 mmol/L Tris-HCl(pH=8.3, 含2 mmol/L MgCl₂)缓冲溶液中, ThT荧光分子和Pb²⁺适配体的浓度分别为10 μmol/L和200 nmol/L, 反应10 min时, 随着溶液中Pb ²⁺浓度的增加, 荧光强度减弱. Pb²⁺浓度在20~1000 nmol/L范围内时, 荧光强度与Pb²⁺的浓度呈现良好的线性关系(R²=0.9941), 检出限为1 nmol/L. 实际水样测试结果表明, 该方法的回收率在98.8%~101.3%之间. 该传感器灵敏、 快速、 无需化学修饰荧光分子且成本低.     

席夫碱共价有机框架的合成及对I ‒ 的识别

设计合成了一种新型共价有机框架类荧光探针TpPa-COOH COF, 该探针在THF/H₂O(体积比1∶1)混合溶液中能够高选择性识别I^?. 向体系中加入I^?后, 溶液由浅红色变为黄色, 317 nm处荧光强度明显降低. 该探针具有良好的选择性, 抗干扰能力强, 检出限为0.028 μmol/L, pH适用范围广(1~13), 具有良好的应用前景.     

咔唑-N，S-杂冠醚类荧光探针的合成及其检测Ag+性质

以双(2?氯乙基)氨基甲酸叔丁酯、2,2?(乙烷?1,2?二丁基(氧基))二乙硫醇和N?乙基咔唑为起始原料,设计、合成了一种含有杂冠醚基团的新型荧光探针分子L,其结构经¹H NMR、¹³C NMR及高分辨质谱进行了表征。随后利用荧光光谱在水/乙醇溶剂(4∶1,V/V)中研究了探针L对Ag⁺的选择性识别。研究结果表明,探针L与Ag⁺以1∶1的比例配位。通过计算得到配位常数K_a为2.01×10⁵ L·mol^-1,检测限为4.13μmol·L^-1。通过实验证明,该探针分子可应用于河流等环境水样中Ag⁺的检测。     

一种席夫碱比率荧光探针识别检测Zn2+及细胞成像

合成了一种苯并噻唑类席夫碱荧光探针BTC。该探针可以在中性水体系(DMF/H₂O,3/2,v/v)中识别检测锌离子而不受镉离子干扰。加入锌离子后,探针在508nm处的发射峰逐渐减弱并蓝移至470nm处,从而可以实现比率荧光检测,检测限为1.51×10^-8 M。此外,溶液荧光颜色由绿色变为蓝绿色,可以实现裸眼识别。并且,BTC显示出对HeLa细胞中的外源Zn²⁺良好的荧光成像能力。     

基于指示剂置换法利用紫外-可见光谱和比色检测水溶液中的半胱氨酸

基于半胱氨酸(Cys)与二价铜离子的配位作用, 发展了一种在纯水溶液中以4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)为指示剂, 通过紫外-可见光谱定性定量检测半胱氨酸的方法. 研究发现, 在pH=7.0的含有PAR和二价铜离子(摩尔比为1: 1)的缓冲溶液中, 当加入半胱氨酸后, 由于配位竞争使PAR释放出来, 实现了对半胱氨酸的识别, 选择性研究结果表明, 其它氨基酸不干扰体系对半胱氨酸的测定. 通过紫外-可见光谱(UV-Vis)对识别过程进行了研究, 确定了Cu²⁺与PAR的配位比为1: 1, Cu²⁺与Cys的配位比为1: 3; 半胱氨酸的线性关系变化范围为0~240 μmol/L, ε=7519 L/(mol·cm), 线性相关系数为0.9982. 在检测过程中可观察到溶液颜色由桃红色变成了黄色.     

一种新型连续检测镉离子和焦磷酸阴离子的逻辑门荧光传感器及其细胞成像研究

设计并合成了一种基于8-羟基喹啉(8-HQ)的连续检测Cd~(2+)和焦磷酸阴离子(PPi)的荧光传感器L.在传感器L的DMSO/H2O(V/V=1/1,0.01mol/L,Hepes-HClbuffer,pH=7.20)溶液中加入Cd~(2+)后导致荧光发射峰(Em=537 nm)猝灭,检测限低至5.87×10~(-8) mol/L.通过Job's曲线图和质谱验证传感器L和Cd~(2+)离子之间以1∶1化学计量比结合,结合常数为4.38×10~4 L/mol.复合传感器L-Cd~(2+)体系具有通过配体置换法对PPi高度选择性检测性能. L可以作为一种逻辑门荧光传感器检测Cd~(2+)和PPi.传感器L可以用于对活细胞中的Cd~(2+)和PPi的荧光成像.     

胱氨酸基荧光碳点的制备及其黄体酮的荧光恢复响应

将胱氨酸(Cys)碱性溶液在恒温水热反应后,可制得荧光碳点(Carbon Dots, CDs),添加柠檬酸(CA)为碳源后,形成的氮硫掺杂碳点CA-Cys-CDs具有较高的荧光量子产率和较好的光稳定性。实验表明,该碳点对Pb²⁺离子有特异性响应,碳点溶液的荧光信号可被Pb²⁺猝灭。pH=5.72的B-R缓冲溶液条件下,在CA-Cys-CDs-Pb²⁺体系中加入黄体酮,可使体系的荧光信号得以恢复。在9.90×10^-7～1.07×10^-5 mol/L浓度范围内,体系的荧光强度恢复程度与黄体酮浓度呈现良好的线性关系,线性方程为I/I₀=5.83×10⁴c+1.02,相关系数为0.9908,检出限为3.7×10^-7 mol/L。将该方法用于黄体酮注射液中黄体酮含量的检测,所测结果为药品标示量的93.2%～112%。