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本文以罗丹明B (RB)为荧光团，以水合肼(HHA)、N-氨乙基哌嗪(AEP)或二乙烯三胺(DETA)为连接间质兼识别基团，以4-氯-7-硝基-2,1,3-苯并噁二唑(NBD-Cl)或异硫氰酸苯酯(PITC)为附加的结合位点提供单元，设计合成了一系列具有良好综合性能的Cu2+、Fe3+、Hg2+和H+荧光探针。通过FT-IR、LC-MS、1H NMR、13C NMR和元素分析表征了探针结构。利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了探针对离子的传感性能，并探索了传感机理。新型Cu2+和Fe3+比色和荧光探针(RNBD)(由RB、HHA和NBD-Cl合成)：在H2O/CH3CN (50/50, v/v)中，RNBD (1μM)是高选择性高灵敏度Cu2+比色及荧光探针；在H2O/CH3CN (99/1, v/v)中，RNBD (5μM)是高选择性高灵敏度Fe3+荧光探针。RNBD可以在pH2~12范围内检测Cu2+和Fe3+，线性范围分别为0~4μM和10~90μM，检测限分别为1.00*10-8mol/L和1.64*10-7mol/L。RNBD对Cu2+和Fe3+的检测具有很强的抗干扰能力。RNBD与Cu2+和Fe3+离子先形成1:1络合物，继而水解为罗丹明B，属不可逆机理。这一机理得到了Job’s实验、质谱、红外光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的验证。比色和荧光双重响应的新型H+探针(RPBD)(由RB、AEP和NBD-Cl合成)：RPBD可以通过一锅法以82.5%的收率获得。在乙腈/Britton-Robinson缓冲溶液(1/1, v/v)中，RPBD是高选择性高灵敏度H+比色及荧光探针。当pH <4时，溶液颜色从黄色变为橙红色，从无荧光变为强烈红色荧光。RPBD对H+的检测基本不受水中常见金属离子的影响，响应快速且可逆。新型增强型Hg2+荧光探针(RDTU)(由RB、DETA和PITC合成)：在乙腈/HEPES缓冲溶液(v/v,1/1, pH7.21)中，RDTU是增强型Hg2+荧光探针。能在pH6.0~8.4之间高选择性高灵敏度检测Hg2+。线性范围为0~80μM，检测限为2.56*10-6mol/L。检测过程不受水中常见的其他金属离子的影响。Job’s实验表明RDTU与Hg2+形成1:2络合物。结合常数为5.30*108M-2。