基于有机小分子的焦磷酸根荧光探针研究进展

焦磷酸根(PPi)作为一种重要的生物功能阴离子在生命科学、环境科学、药物领域和化学过程等方面起着非常重要的作用.鉴于荧光分析具有操作简便、灵敏度高等突出优点,设计合成高效的PPi荧光探针成为近年来超分子化学研究的热点之一.综述了近年来PPi荧光识别与传感的多种设计策略与原理,主要包括基于荧光增强或淬灭型识别,激基缔合物识别,荧光指示剂置换,静电或氢键作用识别等.DPA-金属离子络合物,尤其是DPA-Zn2+络合物,作为识别基团对PPi有着显著的亲和性和选择性识别能力.DPA-Zn2+络合物与多种荧光团或者荧光指示剂组合而形成的化学传感体系已经被广泛应用于PPi荧光识别与传感.     

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.     

基于DPA识别基团的锌离子荧光传感器

锌离子在生物体系中扮演着重要角色,其分析和检测在疾病诊断和医疗检测等方面具有重要价值。用于 Zn²⁺ 检测的荧光传感器具有检测方便、灵敏度高等优点,引起了广泛关注。典型的荧光传感器通常是由识别基团和作为报告单元的荧光团通过间隔基团或直接连接而组成的。识别基团是荧光传感器的作用核心,在高选择性识别过程中起着至关重要的作用。自 1996 年第一次接在荧光素上以来,DPA (N,N-二(2-吡啶甲基)胺, di-2-picolylamine) 基团在锌离子传感器的设计中得到了广泛应用。本文综述了近年来文献中报道的基于 DPA 识别基团的锌离子传感器,介绍了锌离子荧光传感器的合成方法与识别原理,最后简单介绍了锌离子传感器中其它几种常见的识别基团。     

可用于连续识别Cu^2+和阴离子、中性分子荧光探针的研究进展

铜(Cu)含量的高低直接影响着生命体的正常运转和自然体系的平衡.检测铜离子的方法多种多样,其中具有较高敏感度和选择性的荧光化学传感器应用更加广泛.综述了以Cu^2+为基的荧光化学传感器通过"替换"法实现了对阴离子S^2-, CN^-, H2PO4^-, PPi和I^-以及中性分子ATP、ADP和生物硫醇等的连续识别的研究进展.     

香豆素类铝离子荧光化学传感器的合成及性能

为了方便快捷地检测铝离子,本文以7-羟基香豆素为原料合成了铝离子荧光化学传感器。 通过质谱、核磁共振谱、紫外可见分光光度计等技术手段研究了传感器的结构和性能。 结果表明,该传感器对铝离子有很好的选择性,其检出限为8.5×10^-8 mol/L,其识别过程具有可逆性,同时,Job's plot曲线表明二者形成配位比为1:1的稳定配合物。 该研究对生物体及环境领域中铝离子的实时监测具有潜在的应用价值。     

光化学传感器的设计、合成及识别性能研究

光化学传感器被广泛地用于检测各种金属离子和阴离子.荧光化学传感器具有选择性好、灵敏度高、简便快速等优点,比色化学传感器则可不借助于任何昂贵的仪器设备而直接用肉眼识别.本论文分别以黄酮﹑香豆素作为发光基团,设计、合成了识别氟离子(F-)和生物巯基化合物(还原性谷胱甘肽和半胱氨酸)的光化学传感器,并研究了其光谱性质和识别机制,另外我们对基于多孔硅的光化学传感器方面进行了一些初步尝试,取得了一些有意义的结果.     

不同介质中氰根传感器的研究进展

氰根离子对于哺乳动物来说具有很强的毒性,因为它会影响人体许多正常的功能,比如血管、视觉、中枢神经、心脏、内分泌和代谢系统.此外,含氰的盐类化合物仍然在人类的生产生活中广泛使用,特别是在电镀和塑料制造业、黄金和白银开采、制革工业、冶金等方面,从而导致了环境的污染.因此,人工合成的氰根选择性受体或荧光传感器在阴离子识别领域引起了广泛的关注.由于化学传感器具有合成方法简单、廉价、响应速度快,以及与氰根反应前后比色和/或荧光变化等优点,因此在过去的数十年中,被广大科研工作者深入研究.根据在不同介质中的氰根离子响应,本文从四个方面总结了2010年以来氰根离子传感器的研究进展:(1)纯有机相中的氰根离子识别,(2)含水介质中的氰根离子识别,(3)纯水相中的氰根离子识别,(4)固相中的氰根离子识别.这些传感器针对在溶液中和固体材料中氰根离子的检测,以及对氰根离子裸眼检测的研究,从而实现了在环境以及食物样品中方便、快捷地实时检测氰根离子.     

共轭聚合物离子荧光化学传感器

荧光传感器能够将分子识别的信息转换成荧光信号,荧光法在灵敏度、选择性和实时原位检测等方面优势突出,最近已引起了人们很大的兴趣。本文主要介绍以共轭聚合物为基础的离子荧光化学传感器的近期研究进展,重点综述了共轭聚合物的荧光化学传感器在阳离子识别检测中的分子设计、合成、作用机理和应用,并展望了该领域的发展方向。     

氟硼二吡咯亚甲基类荧光探针在离子检测中的应用进展

氟硼二吡咯亚甲基类(BODIPY)类化合物具有摩尔吸光系数高、荧光量子产率高、吸收波长在可见光或近红外区域、荧光寿命长和光稳定性好等特点,并且其荧光对溶剂的极性和pH均不敏感,是一类可应用于生物领域的荧光染料,近年来,此类化合物被广泛用于设计合成荧光传感器分子,用于各种离子的检测,此类荧光探针具有分析灵敏度高、选择性好等特点.综述了氟硼二吡咯亚甲基类荧光探针在离子识别和检测中的应用,并展望了该领域的前景.     

铜离子作为主客体的双通道化学传感器的研究进展

铜离子在人体各种生理过程中起着重要的作用,生物体中铜离子浓度的失衡会引起一些相应的疾病,因此对于铜离子的研究至关重要.所谓双通道化学传感器,是指可以选择性识别两种离子或者分子的一类化学传感器,相比于单通道化学传感器,该类传感器具有功能多样化的特点.近年来,一些关于铜离子作为主客体的双通道化学传感器被广泛报道.基于此,综述了近年来铜离子作为主客体的双通道化学传感器的研究进展.     

一种基于1,3,4-噁二唑衍生物的荧光探针对锌离子和焦磷酸根的接力识别

设计合成了一种基于1,3,4-噁二唑衍生物的接力识别功能荧光探针L,在水溶液中(HEPES 0.01 mol·dm~(-3),pH=7.4)探针L对Zn~(2+)具有良好的选择性,可引起荧光增强并红移,二者的结合比为1:2。原位生成的配合物L-2Zn~(2+)可接力识别焦磷酸根(PPi),PPi与配合物中的锌离子继续络合,并可引起发射蓝移。通过L与Zn~(2+)和PPi的相继作用,扰动了L的激发态分子内质子转移性质,实现了荧光信号比率输出的接力识别。     

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.     

卤素离子化学传感器研究进展

卤素离子在化学、生物学以及材料学等方面都具有十分重要的作用.在生物体中,氟化物浓度的大小对生物体健康有着重要的影响;卤素化合物经常作为一种阻燃剂被添加到塑料等聚合物产品中,用以提高燃点.因此对于卤素离子的检测具有特别重要的意义.光化学传感器通常是指比色和荧光传感器,它具有选择性好以及灵敏度高等优点.近年来,一些基于卤素离子的化学传感器被广泛地报道.根据主客体分子的类型,卤素离子化学传感器主要包括氟离子化学传感器、碘离子化学传感器、双通道卤素离子化学传感器以及功能化卤素离子化学传感器.综述了近年来不同类型的卤素离子化学传感器的研究进展,总结了该类传感器的合成策略,对未来卤素离子化学传感器的研究方向进行了展望.     

基于有机硅化合物的反应型氟离子荧光化学传感器

作为半径最小的阴离子,氟离子(F-)表现出高电负性和强碱性,因而具有特殊的化学性质。由于F-与人类健康和环境安全密切相关,因此它的识别与检测已引起了人们极大的关注。到目前为止,用于选择性检测F-的荧光化学传感器已有大量报道,这些传感器主要是基于有机硼化合物和氢键质子给体。与这些传感器相比,反应型传感器具有更高的选择性,并且更容易在水环境中实现F-检测。本文根据有机硅化合物的结构不同,分别综述了近年来基于硅醚、硅炔及其他有机硅化合物的反应型氟离子荧光化学传感器的合成研究进展,其中包括本课题组的一些研究工作。     

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。     

新型双硒化合物合成及其对汞离子的识别研究

合成了9,10-二(2-苄硒基)乙氧基蒽,并通过1H NMR、13C NMR、IR和MS对其进行了结构表征,采用荧光光谱及1H NMR滴定法研究了其对汞离子的识别。结果表明,所合成的化合物对汞离子具有较强的选择性识别性能,在识别过程中亚甲基的峰位发生了较大变化,同时荧光明显增强,呈现出典型"关-开"荧光化学传感器的特性。     

基于汞离子高选择识别有机硒化合物的合成和性质研究

合成了9,10-二(2-苄硒基)乙氧基蒽,并通过1H NMR、13C NMR、IR和MS对其进行了结构表征,采用荧光光谱及1H NMR滴定法研究了其对汞离子的识别。结果表明,所合成的化合物对汞离子具有较强的选择性识别性能,在识别过程中亚甲基的峰位发生了较大变化,同时荧光明显增强,呈现出典型"关-开"荧光化学传感器的特性。     

基于间苯二甲酰腙的荧光探针的合成及其接力识别Al3+和焦磷酸根

设计合成了一种基于2-羟基-1-萘甲醛和间苯二甲酰肼的简单高效的荧光探针L,其结构通过~1H NMR、~(13)C NMR和HRMS进行表征。在乙醇-水(1∶1)的体系中,L能够高选择性识别铝离子,表现出明显的荧光增强,并具有较低的检测限(5. 924×10~(-6)mol/L),二者结合比为1∶2。此外,原位生成的配合物L-2Al~(3+)可接力识别焦磷酸根(PPi),具有良好的选择性和灵敏度,检测限可达4. 756×10~(-5)mol/L。该荧光探针具有潜在的应用价值。     

基于T-Hg(Ⅱ)-T结合力和G-四联体非标记型汞离子传感器的研制

利用T-Hg(Ⅱ)-T特异性结合作用识别汞离子(Hg~(2+)),以G-四联体/卟啉类化合物NMM(N-甲基卟啉二丙酸IX)复合结构(G-四联体/NM M)作为荧光信号分子,开发了一种新型汞离子传感器。该传感器操作简单、经济实用且不需要人工修饰化学基团,而且由于G-四联体/NMM的最大发射波长为615 nm,有效避免了生物自发荧光的干扰。研究表明,在对钾离子浓度、NMM浓度等反应条件进行优化后,该传感器对汞离子的检测具有较高的选择性和灵敏性,检出限低至20 nmol/L,与世界卫生组织(WHO)所规定的饮用水中30 nmol/L汞离子标准相当,具有用于检测饮用水中汞离子的潜在实用价值。     

具有荧光增强性能的罗丹明B衍生物的合成及其对汞离子的检测

利用汞离子可以诱导罗丹明B衍生物的螺环结构发生开环反应并产生荧光增强效果这一特性,设计并合成了两种新型的荧光化学传感器2-噻吩甲醛罗丹明B酰肼(RhBTh)和苯甲醛罗丹明B酰肼(RhBAr),并研究了二者在汞离子检测中的应用.研究结果表明,RhBTh与RhBAr对汞离子均表现出非常好的荧光增强效果,检测过程中其它金属离子不会对检测结果产生明显的干扰.二者对汞离子的检测限分别为7.8 nmol/L和12.5 nmol/L.实验表明RhBTh和RhBAr对汞离子均具有良好的灵敏度和选择性.