1,3-氧硫戊环为受体的Hg^(2+)荧光探针的设计、合成及性能

Hg^(2+)是毒性最强的重金属离子之一,会造成空气、土壤和水的污染,严重损害人体健康,开发有效的分析方法检测环境体系中的Hg^(2+)尤为重要。荧光探针因其灵敏度高、选择性好、响应速度快、可实时在线检测等优点,已广泛应用于Hg^(2+)检测。以Hg^(2+)促进硫代缩醛的去保护反应设计合成了一种全新的以1,3-氧硫戊环为受体的开启型Hg^(2+)荧光探针[2-(pyren-1-yl)-1,3-oxathiolane,POX],通过^(1)H NMR、^(13)C NMR和HRMS对POX结构进行表征,考察了POX在CH_(3)CH_(2)OH/H_(2)O中对Hg^(2+)的选择性、竞争性、浓度滴定、pH滴定、时间依赖性、检出限和识别机理等。研究结果表明,POX可在较宽的pH范围内对Hg^(2+)快速识别,并表现出高度的选择性和灵敏度;向POX中加入Hg^(2+)后,在386 nm处出现明显的荧光发射峰,表明POX对Hg^(2+)呈现出显著的荧光“开启”效应,其识别过程几乎不受其他金属离子干扰;荧光滴定实验表明POX在Hg^(2+)浓度为0~6.5μmol·L^(-1)范围内具有良好的线性响应(R^(2)=0.9994),检出限为0.168μmol·L^(-1),在实际水样中检测Hg^(2+)的RSD小于2.92%。由于POX合成简单、原料易得且pH适用范围较广,可作为定性和定量检测环境中Hg^(2+)的潜在工具。

基于N掺杂Ti_(3)C_(2)MXene量子点的荧光探针用于Hg2+和S2-的传感检测

基于N掺杂Ti_(3)C_(2) MXene量子点(N-Ti_(3)C_(2) MQDs)荧光探针和配位相互作用,构建了一种检测Hg^(2+)和S^(2-)的“开-关-开”型荧光传感新方法.研究发现,制备的N-Ti_(3)C_(2) MQDs发射蓝色荧光(λem=440 nm),荧光量子产率为15.7%.Hg^(2+)与N-Ti_(3)C_(2) MQDs表面的—NH2,—COOH,—OH等官能团产生选择性配位作用,导致N-Ti_(3)C_(2) MQDs体系荧光猝灭.当加入S^(2-)后,由于S^(2-)与Hg^(2+)之间强的结合力,形成HgS沉淀,从而使N-Ti_(3)C_(2) MQDs体系荧光恢复.基于该原理,构建了一种“开-关-开”型荧光传感方法,实现了对Hg^(2+)和S^(2-)的定量检测.N-Ti_(3)C_(2) MQDs探针的荧光强度与Hg^(2+)浓度在0.02~200μmol/L范围内呈良好线性关系,检出限为10 nmol/L(S/N=3);与S^(2-)浓度在0.07~150μmol/L范围内呈良好线性关系,检出限为30 nmol/L(S/N=3).该方法具有成本低、操作简单、灵敏度高和选择性好等特点,并可用于水样中Hg^(2+)和S^(2-)的检测.

氨基酸基氮掺杂荧光碳点的制备及饮料中Hg^(2+)的检测

汞离子是一种高毒性的重金属污染物,人体摄入后会带来健康危害,因此控制食品中的汞离子含量非常重要。以柠檬酸为碳源,不同的氨基酸为氮源掺杂,采用一步水热法制备高性能荧光的碳点(CDs),探究不同氨基酸基氮掺杂对碳点荧光量子产率(QY)的影响,以及这些氨基酸基氮掺杂碳点对汞离子的响应。结果显示,不同氨基酸的碳链长度和官能团对CDs的QY有一定的影响。Hg^(2+)能高效猝灭以甘氨酸(Gly)为氮源掺杂的Gly-CDs的荧光,Gly-CDs具有良好的荧光稳定性,在优化的试验条件下,用于Hg^(2+)检测的线性范围为0.00~7.00μmol/L和8.00~60.00μmol/L,检出限为0.20μmol/L。据此构建的荧光探针用于检测实际饮料样品中的Hg^(2+),回收率在90.08%~107.90%。该方法简便、快速、灵敏、适用于饮料中Hg^(2+)的测定。

氮掺杂Ti_(3)C_(2)MXene量子点荧光探针用于α-葡萄糖苷酶活性检测

α-葡萄糖苷酶是生物体糖代谢途径中不可或缺的一类酶,发展简单、灵敏、准确的α-葡萄糖苷酶活性检测及抑制剂筛选方法对于糖尿病的治疗与预防具有重要意义。该文基于氮掺杂Ti_(3)C_(2)MXene量子点(NTi_(3)C_(2)MQDs)荧光探针和内滤效应(IFE),构建了一种“开-关-开”型荧光传感α-葡萄糖苷酶活性检测及抑制剂筛选的新方法。研究发现,N-Ti_(3)C_(2)MQDs发射蓝色荧光(λem=440 nm),荧光量子产率为15.7%。其检测机理为:α-葡萄糖苷酶水解底物对硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷,水解产物对硝基苯酚通过内滤效应导致NTi_(3)C_(2)MQDs荧光猝灭;而抑制剂阿卡波糖可使α-葡萄糖苷酶的活性受到抑制,水解产物减少,N-Ti_(3)C_(2)MQDs荧光恢复。结果显示,N-Ti3C2 MQDs探针荧光强度与α-葡萄糖苷酶浓度在5~300 U/L范围内呈良好线性关系,检出限为2.5 U/L(S/N=3),对阿卡波糖的半最大抑制浓度(IC_(50))为178.5μmol/L。该方法具有成本低、操作简单、灵敏度高、选择性好等特点,已成功用于人血清中α-葡萄糖苷酶活性的测定。

基于不同荧光发色基团的Zn^(2+)荧光探针的研究进展

荧光光谱法具有灵敏度高、选择性好、检出限低以及操作简单等特点,设计合成特异性识别和检测Zn^(2+)的荧光探针对化学、生物学、临床医学等研究具有十分重要的意义。以近年来文献报道的Zn^(2+)荧光探针为例,综述了基于不同荧光发色基团的Zn^(2+)荧光探针的作用机制、应用与发展前景,为Zn^(2+)荧光探针研究提供了参考(引用文献44篇)。

一种基于2-(2-羟基苯基)苯并噻唑近红外脂滴荧光探针的合成及细胞成像研究

以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑为母体,通过缩合反应,将其与二氰基异佛尔酮相连接,合成得到一种近红外荧光探针LD-YK,并对其结构进行了氢谱表征.通过紫外-可见吸收与荧光发射光谱研究了探针LD-YK的光物理性质,结果表明探针LD-YK在不同溶剂中的最大荧光发射波长均超过650 nm,属于近红外区域,且具有较大的斯托克斯位移.细胞实验结果表明探针LD-YK具有较低的细胞毒性,且可靶向于细胞内的脂滴部位.

用于H_(2)PO_(4)^(-)检测的比率型荧光探针合成及性能研究

设计合成了一种基于吖啶-苯并咪唑鎓的大环受体ABIM,可作为H_(2)PO_(4)^(-)的荧光比率传感器。借助荧光光谱研究了受体ABIM对H_(2)PO_(4)^(-)的选择性识别,在大环受体ABIM的乙腈溶液中加入H_(2)PO_(4)^(-)后,在426 nm处荧光发射明显“关闭”,506 nm处荧光发射明显“打开”,溶液荧光颜色由蓝色变为蓝绿色,新的荧光发射峰可能是由于H_(2)PO_(4)^(-)诱导两个受体中的吖啶环之间形成Excimer产生的。ABIM与H_(2)PO_(4)^(-)以1∶1的化学计量比结合,结合常数为(7.13±0.48)×10^(6)L/mol,检出限为2.38×10-7 mol/L,最佳响应时间为2 min。回收实验表明,ABIM可应用于样品中H_(2)PO_(4)^(-)的检测。

一种基于双硫醚转化为醛的新型Hg^(2+)荧光探针

报道了一种新型的易于合成的反应型Hg^(2+)荧光探针,根据汞离子可以使缩硫醛脱保护生成相应醛的设计合成了一个二硫醇衍生物荧光探针,在乙腈-柠檬酸缓冲溶液中,Hg^(2+)使探针发生了明显的荧光光谱变化。荧光光谱实验结果表明,探针对Hg^(2+)表现出较强的选择性和抗干扰能力。探针对Hg^(2+)的检测限达到了5.7×10^(-7)mol/L。其识别机理通过核磁、荧光和质谱等方法验证。同时探针成功地应用于自来水中Hg^(2+)的检测。

荧光探针合成与可视化检测三硝基苯酚综合实验开发

根据待测物2,4,6-三硝基苯酚(TNP)的性质,以香豆素为荧光团、噻二唑为识别基团,调整共轭体系和电子流向,设计具有绿色荧光的有机小分子探针,实现特异性检测与可视化识别。引导学生深入探索化学学科的内在联系,掌握基础知识的同时了解学科领域发展。设置智能手机检测模块,将科学研究与日常生活紧密联接,拉近学生与科学研究的距离,激发学生探索创新的意识。

基于适配体的荧光生物传感器对Hg^(2+)的检测技术研究

工业迅速发展所带来的重金属污染,是目前威胁人类健康的重要环境问题之一。Hg^(2+)是一种毒性强且污染较为普遍的重金属离子,较低浓度Hg^(2+)就会对人体造成很大危害。基于核酸适配体错配结合Hg^(2+)的原理,以特异性双链核酸染料SYBR GreenⅠ为荧光指示探针,构建了新型的无标记核酸适配体荧光生物传感器,建立了一种高灵敏度、快速检测Hg^(2+)的方法,实现了Hg^(2+)高效检测。在优化条件下,传感器对Hg^(2+)的检测线性范围为10 nmol/L~1μmol/L,相关系数(r^(2))为0.99,检出限为1 nmol/L。5种干扰离子(Ca^(2+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)、Ni^(2+)、Ag^(+))的存在不影响Hg^(2+)检测,表明该方法对Hg^(2+)检测具有较好的特异性。在自来水样的Hg^(2+)加标检测实验中,平均回收率达到95.8%,具备分析实际样品的能力。

一种Ba^(2+)荧光探针的合成与光谱性能研究

基于席夫碱母核,构筑刚性共轭结构,设计以酚羟基、含氮基团酰肼等作为识别基团,合成得到一种席夫碱型荧光探针。通过IR、^(1)H NMR、^(13)C NMR、MS表征探针结构,采用UV-vis、FS分析水环境中探针光学性质及其对目标离子的特异性识别。结果显示,所合成的荧光探针具有低毒性,表现对Ba^(2+)的快速响应、定量识别,可用于水体系中Ba^(2+)定性检测和定量分析。

2-氨基芴缩邻香草醛荧光探针的合成及对锌离子的检测

以2-氨基芴和邻香草醛为原料,成功合成了席夫碱荧光探针2-氨基芴缩邻香草醛(L)并对其进行了光谱和结构表征。实验结果表明,该探针的荧光强度与Zn^(2+)浓度在1×10^(-5)~15×10^(-5) mol·L^(-1)具有良好的线性关系,检测限可达4.32×10^(-8) mol·L^(-1)。通过Job曲线确定L-Zn^(2+)配位比为2∶1,由Benesi-Hildebrand方程得出L-Zn^(2+)配位常数为2.2×10^(8)。L与Zn^(2+)配位后有效改善了略扭曲的L分子的共平面性,荧光性能较L大大增强。因此,荧光探针L可实现裸眼识别Zn^(2+),抗干扰性良好,灵敏度高,合成及检测方法简便可靠,为检测环境体系中的Zn^(2+)提供了依据。

一种组氨酸修饰的芘类Hg^(2+)荧光探针

以组氨酸和芘甲酸为原料,设计合成了一种荧光化合物——芘甲酰组氨酸甲酯,通过核磁、质谱表征其结构.荧光测试结果表明,在水溶液中该化合物能够对Hg2+表现出荧光猝灭响应,而相同条件下其他金属离子对该化合物几乎没有类似的荧光识别现象,因此该荧光化合物对Hg2+具有专一荧光识别作用,是一种有效的Hg2+荧光探针.

基于1,8-萘酰亚胺与罗丹明B间荧光共振能量转移的高选择性Hg^(2+)比率荧光探针

以罗丹明B与1,8-萘二甲酰亚胺反应合成了1个高选择性Hg^(2+)比率荧光探针(RN).在甲醇/乙腈/4-羟基哌嗪乙磺酸缓冲溶液(p H=7.2,体积比8∶1∶1)中,RN对Hg^(2+)具有比色和比率荧光双重响应.加入Hg^(2+)后,RN的紫外-可见光谱在约556 nm处产生强吸收,溶液由浅绿色变为橙色,其它金属离子对RN的紫外-可见光谱几乎无影响.无Hg^(2+)存在时,RN的荧光光谱在540 nm处出现萘二甲酰亚胺荧光团的特征峰;加入Hg^(2+)后,540 nm处的发射带逐渐消失,同时在580 nm附近产生强荧光,荧光颜色从绿色变为橙色.这归因于从萘酰亚胺到开环罗丹明B的荧光共振能量转移(FRET),探针RN对Hg^(2+)的比率荧光响应具有高选择性,不受其它共存金属离子的干扰.

罗丹明型荧光探针的合成及对Hg^(2+)的识别

本文以罗丹明B-酰肼和2-氯-3-喹啉醛经缩合反应得到新型的罗丹明B衍生物3,其结构经1H NMR,MS,元素分析表征。通过荧光光谱法研究了目标物3在CH3CN-H2O溶液中与金属离子的识别特性。结果表明:目标物3可作为荧光探针选择性识别Hg2+,识别过程是不可逆的。

远红外Hg^(2+)荧光探针的研制及其在生物成像中的应用

基于Hg^(2+)诱导罗丹明内硫酯"关-开"环原理,设计合成了一种简便的罗丹明101内硫酯(1)荧光探针分子并用于环境水样中汞离子的定量检测及活细胞内汞离子荧光成像检测.结果表明:在测试体系中加入汞离子,探针分子1(10μmol/L)溶液荧光显著增强,当加入等当量的汞离子时,溶液的荧光强度增强了68倍,溶液的颜色也从无色变为了粉红色;探针分子1(10μmol/L)对0.1~10μmol/L浓度范围内的汞离子响应呈线性关系,R2=0.994 9,检出限为0.04μmol/L.选择性和竞争性实验结果表明:探针分子1对汞离子有较高的选择性和较高的灵敏度;探针分子1可成功用于细胞内汞离子的荧光成像可视化检测.

基于萘酰亚胺为发光团的Hg^(2+)荧光探针的表征

成功将一种萘酰亚胺衍生物表征为高选择性Hg2+荧光探针,在优化测试条件下,实现Hg2+的检测,并用核磁滴定法对探针与Hg2+的结合模式进行了表征。

基于Ti_(3)C_(2)量子点@罗丹明B荧光探针对Cr(Ⅵ)的传感检测研究

采用刻蚀和水热法合成了碳化钛量子点(Ti_(3)C_(2) QDs),该量子点与罗丹明B(RhB)之间由于静电作用产生荧光共振能量转移(FRET)形成荧光探针,Cr(Ⅵ)的内滤效应(IFE)导致探针荧光猝灭,构建了一种“开-关”型荧光探针用于Cr(Ⅵ)的传感检测.在优化实验条件下,该荧光探针对Cr(Ⅵ)的线性响应范围为0.05-500μmol/L,检出限为0.014μmol/L (S/N=3).构建的荧光探针具有制备简单、稳定性和选择性好,对Cr(Ⅵ)的检测灵敏度高等特点,对环境水样中Cr(Ⅵ)测定的回收率为94.3%-104.0%.研究为水体中重金属离子Cr(Ⅵ)的快速和准确测定提供了一种新方法.

连续识别Zn^(2+)和草甘膦荧光探针的合成与应用

以2-巯基苯并噻唑为原料,设计合成了一种结构简单的苯并噻唑类荧光探针2-[2-(苯并噻吩-2-基亚甲基)肼基]苯并噻唑(简称NSS),并通过FTIR、HRMS、^(1)HNMR、^(13)CNMR对其结构进行了表征。荧光光谱表明,在二甲基亚砜中,探针NSS实现了Zn^(2+)的“关-开”型检测,具有响应时间短(30 s)、特异性强、抗干扰性强等优点。探针NSS荧光强度与Zn^(2+)浓度(0~11μmol/L)呈现良好的线性关系,检出限达19.1 nmol/L,并与Zn^(2+)形成物质的量比为1∶1的络合物。同时,络合物NSS-Zn^(2+)对草甘膦呈现特异性的荧光猝灭响应,猝灭率达99.4%,检出限16.0 nmol/L(2.71 ng/mL),且不受其他有机磷农药的干扰。

含吲哚和喹啉的荧光探针的合成及离子识别性能

铜离子(Cu^(2+))和锰离子(Mn^(2+))在环境中分布广泛,也是生物体中重要的微量元素。目前能同时检测此两种金属离子的分子探针较少。将8-羟基喹啉-2-甲醛与吲哚-2-甲酸乙酯衍生物进行缩合,合成了两种新型的探针分子N′-[(8-羟基-2-喹啉基)亚甲基)]-1H-吲哚-2-甲酰肼和5-氯-N′-[(8-羟基-2-喹啉基)亚甲基]-1H-吲哚-2-甲酰肼,采用1H和13C核磁共振波谱法(NMR)、高分辨质谱(HRMS)和红外光谱(IR)法对新中间体及探针分子的结构进行了表征。通过荧光和紫外光谱法研究了两种探针识别Cu^(2+)和Mn^(2+)的性能,结果表明探针在二甲基亚砜溶液中对Cu^(2+)和Mn^(2+)表现出快速、灵敏的荧光淬灭响应效果,检测限低于0.5μmol/L。通过IR、HRMS和荧光可逆性实验对结合机理进行了初步探究,提出了可能的配合方式。该方法可用于环境或工农业样品中Cu^(2+)和Mn^(2+)的快速识别和检测。