论文部分内容阅读
ds区过渡金属银、镉、铜、汞离子在环境中的累积会直接或间接的威胁人类的健康。因此,需要借助先进的分析测试方法来研究这些重金属离子的环境生态效应。荧光分析方法作为一种灵敏、可实时原位检测、快速简便操作的检测手段,日益受到人们的重视。随着超分子光化学的发展,继承荧光分析方法优势的荧光探针技术近年来被广泛应用到过渡金属离子识别检测领域。本论文主要涉及到ds区重金属银、镉、铜、汞离子的荧光探针的配体合成及其光谱性质的研究。从中获得了一些有意义的结果,具体如下:
1.以单氮二硫杂冠醚作为识别基团,链接不同的荧光发色团得到了一系列基于不同机理对银离子有效检测的荧光探针,分别是C-crown、FQ-crown与DQ-crown。根据传统阳离子络合主体“套索醚”的设计策略,该系列探针的银离子识别基团由单氮二硫杂冠醚与通过亚甲基相连的荧光发色团共同构成,荧光发色团起到辅助配位基团的作用。其中,C-crown的发色团为香豆素,其对银离子以金属离子络合荧光增强(CHEF)方式响应;FQ-crown与DQ-crown是比率测量银离子荧光探针。FQ-crown发色团为呋喃喹啉。在乙醇溶液中,探针分子结合金属离子后,其分子内电荷转移程度增强,荧光发射峰向长波方向红移50 nm;DQ-crown的发色团为二甲胺基喹啉衍生物,其在弱酸性缓冲溶液中,喹啉环上氮原子被质子化,从而形成氧嗡盐与喹啉盐共振杂化体,该共振效应促使正电荷向烷氧基离域,在较长的波长处产生荧光发射峰,银离子结合导致去质子化,使该共振过程受到禁阻,继而其荧光发射峰发生蓝移。三种“套索醚”形式的银离子荧光探针,既可以有效结合银离子,而且可以通过调整发色团类型,达到对Ag+荧光光谱响应的调节。
2.以部花菁为发色团,DPA为离子受体合成了Cu2+荧光比色探针MC-DPA。该探针分子成功实现了对Cu2+的比色检测。铜离子的结合使溶液颜色从红色变为黄色,从而达到裸眼观测的效果。而在荧光光谱与细胞成像实验中,仅铜离子诱发MC-DPA的荧光猝灭。共聚焦成像表明该探针具有良好的细胞膜穿透性,并能够对细胞内Cu2+浓度的变化进行实时监测。
3.设计合成罗丹明衍生物汞离子探针ThioRh-1。在缓冲溶液中,该探针结合汞离子后,其荧光发射强度增强383倍,而且可以通过溶液颜色变化实现比色检测,直接通过裸眼观察。
4.设计合成了基于喹啉的镉离子荧光探针HQ-crown和DQ-amide,通过亚甲基分别连接单氮二硫杂冠醚识别基团与多酰胺识别基团。这两个探针实现了对Cd2+的特异性检测,有效的剔除同族金属锌离子的干扰。