【摘 要】
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金属离子广泛存在于我们的生活中,发挥着非常重要的作用,不仅仅是在化学反应中,在人体中的存在仍然至关重要,体内金属离子的失衡会引起非常严重的后果。因此,找到合适的方法去检测体内金属离子则显得尤为迫切。相比于传统的方法,近些年兴起的荧光检测法因其选择性好、灵敏度高、可实时性检测、易于携带、价格低廉等优点,引起了科研人员的广泛关注,并将其应用到了很多的领域,如:化学领域、环境监测与生物医学等。荧光探针通
【基金项目】
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山西省科技厅自然科学基金(NO.20210302123016,201901D211268,201901D211220); 中北大学药物绿色合成工艺创新团队;
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金属离子广泛存在于我们的生活中,发挥着非常重要的作用,不仅仅是在化学反应中,在人体中的存在仍然至关重要,体内金属离子的失衡会引起非常严重的后果。因此,找到合适的方法去检测体内金属离子则显得尤为迫切。相比于传统的方法,近些年兴起的荧光检测法因其选择性好、灵敏度高、可实时性检测、易于携带、价格低廉等优点,引起了科研人员的广泛关注,并将其应用到了很多的领域,如:化学领域、环境监测与生物医学等。荧光探针通过主体与待识别物质发生结合或化学反应从而表达出易于识别的荧光信号,使人们清楚地看到待测物的状态,而后对其进行实时定量监测。基于以上原因,本文以罗丹明为荧光团设计合成了三种新型的荧光探针,达到了可视化强、灵敏性高,在众多金属离子中高选择性识别Fe3+和Al3+的目的。(1)以罗丹明B、2-羟基-5-甲基间苯二醛、2-肼基吡啶为原料合成了新型的罗丹明荧光探针PZ1,该探针在乙腈中表现出优异的光学性能,与Fe3+和Al3+结合后,此两种金属离子与探针的识别基团结合,诱导罗丹明开环,恢复其大共轭结构,发出肉眼可见的颜色变化。通过~1H NMR、13C NMR、ESI-HR-MS对其结构进行了表征。通过紫外-可见分光光度计(UV-vis)和荧光分光光度计测得探针对Fe3+和Al3+有很好的选择性,并在其他金属离子中表现出很好的抗干扰能力,而且探针能很好的定量检测金属离子,通过Job曲线推测,探针与Al3+的结合比例为1:2。(2)以罗丹明B、2-羟基-5-甲基间苯二醛、苯并噻唑肼为原料合成了PZ2,该探针的测试在乙腈中进行,当探针与Al3+结合后,表现出肉眼可见的颜色变化,溶液由淡黄色变成粉红色,实现了裸眼观测。在测试过程中发现,当探针与Fe3+结合后,同样表现出在580 nm处的荧光增强,而其他金属离子与探针结合后,荧光几乎不发生任何变化。此外该探针通过UV-vis和荧光分光光度计测试结果显示出金属离子与探针具有很好的线性关系,说明探针可以定量检测金属离子,探针具有较低的检测限,对Fe3+和Al3+的检测限(LOD)分别为0.13μM和0.12μM。而且探针具有很好的选择性与抗干扰能力,通过Job曲线推测探针与Fe3+、Al3+的结合比例为1:2。(3)通过以哌嗪-罗丹明为母体,对其进行修饰得到罗丹明衍生物,构建了新型的比率型荧光探针PZ3。通过~1H NMR对其结构进行了表征,并对其识别机理进行了分析,通过UV-vis和荧光分光光度计对其性能进行了探索。
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