【摘 要】
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金属离子广泛存在于自然环境当中,影响着生物体的生命活动,尤其是重金属离子,过量或者有些微量摄入,都会影响人体的一些器官,从而增大了患有一系列疾病的概率。基于荧光探针的高灵敏度、高选择性以及快速响应等优点,近年来,荧光探针被广泛应用于金属离子检测。本文合成了四个金属离子探针Probe 1、Probe 2、Probe 3和Probe4,Probe 1是Hg2+增强型荧光探针,Probe 2和Probe
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金属离子广泛存在于自然环境当中,影响着生物体的生命活动,尤其是重金属离子,过量或者有些微量摄入,都会影响人体的一些器官,从而增大了患有一系列疾病的概率。基于荧光探针的高灵敏度、高选择性以及快速响应等优点,近年来,荧光探针被广泛应用于金属离子检测。本文合成了四个金属离子探针Probe 1、Probe 2、Probe 3和Probe4,Probe 1是Hg2+增强型荧光探针,Probe 2和Probe 3为Cu2+猝灭型荧光探针,Probe4为Cu2+增强型荧光探针,论文主要研究内容以及测试结果如下:1、以邻氨基苯酚和1,2-二溴乙烷为原料,通过取代反应生成了2,2’-(乙二氧基)二苯胺(QH-NH2),然后以三苯基溴基乙烯和4-甲酰基苯硼酸为原料通过Suzuki偶联反应生成了1,1,2-三苯基-2-(4-甲醛基苯)乙烯(TPE-CHO),最后QH-NH2和TPE-CHO通过Maillard反应生成了Probe 1。通过核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)等对Probe 1进行了结构表征,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(PL)测试了Probe 1的光学性质。结果表明:Probe 1在THF/H2O(V/V)混合溶剂中,水分数由10%增加到30%时,荧光强度明显下降;水分数由30%增加至50%时,荧光开始增强;水分数由50%增加到99%时,荧光强度逐渐下降,同时最大发射波长发生红移。Probe 1在水分数30%-50%范围内,聚集诱导发光(AIE)效应明显。以Probe 1为荧光探针检测Hg2+,在THF/H2O(50/50,V/V)混合溶剂中,只有加入Hg2+后Probe 1的荧光明显增强,且不受其他金属离子的干扰,Probe 1的检测下限约为0.25μM,并推测出Probe 1和Hg2+螯合配位的可能模式。2、首先以TPE-CHO和水合肼为原料合成了1-(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)亚苄基)肼(M1),然后以7-羟基-4-甲基香豆素和六亚甲基四胺为原料通过Duff反应生成了8-醛基-7-羟基-4-甲基香豆素(M2),最后,M1和M2通过Maillard反应生成了Probe 2。Probe3的合成:首先咔唑进行硝化生成2-硝基咔唑(M3),然后将M3还原成2-氨基咔唑(M4),最后,M4和M2通过Maillard反应生成了Probe 3。对Probe 2测试结果表明:在DMF/H2O混合体系中,水分数由0%增加到20%时,Probe 2荧光强度增大且最大发射波长发生了一定程度的蓝移;水分数由20%增加至50%时,Probe 2荧光强度减小;水分数由50%增加到90%时,Probe 2荧光强度逐渐增大且在90%时达到最大,同时最大发射波长由462 nm红移至570 nm。Probe 2在水分数为50%-90%范围内AIE效应明显。在溶剂为DMF/H2O(10/90,V/V)的Probe 2溶液中加入Cu2+,其荧光瞬间减弱,在其他金属离子存在下效果一样,检测下限约为0.45μM,并推测出Probe 2与Cu2+络合可能的模式。对Probe 3测试结果表明:Cu2+可以与Probe 3作用导致其荧光发生猝灭,并且不受其他金属离子干扰,其检测下限约为0.11μM。3、三苯基溴基乙烯和4-甲氧羰基苯硼酸通过Suzuki偶联反应合成了4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲酸甲酯(M5),M5水解后生成了1,2,2-三苯基-1-(4’-羧基苯基)乙烯(M6),最后M6和8-氨基喹啉脱水缩合生成Probe 4。Probe 4测试结果表明:Probe 4具有AIE效应,Probe 4在CH3CN/H2O(10/90,V/V)混合溶剂中加入Cu2+后荧光增强,且不受其他金属离子干扰,检测下限约为0.15μM。本文成功合成四种金属离子荧光探针Probe 1、Probe 2、Probe 3和Probe 4,Probe1对Hg2+具有较好的选择性、较高的灵敏度,可作为荧光探针检测Hg2+,Probe 2、Probe3和Probe 4对Cu2+具有响应性,为Cu2+荧光探针的设计与合成提供了思路。
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