基于Schiff碱结构的Cu~(2+)荧光探针的合成及性能研究

合成了一种以氟化硼络合二吡咯甲川类染料为荧光团,Schiff碱结构为识别体的Cu2+荧光猝灭探针。在pH7.36的缓冲溶液中,当Cu2+浓度达到5.0×10-5mol/L时,探针在最大发射波长为518 nm处的荧光强度减弱80%以上,且其识别作用不受其他金属离子干扰。Cu2+浓度在3.0×10-7~7.0×10-6mol/L范围内,探针的荧光强度与Cu2+浓度有较好的线性关系,可以定量检测中性水溶液中Cu2+含量。     

可逆型荧光探针的合成及对Cu2+和Pd2+的双重检测

利用嘌呤生物骨架为基础，通过简单的席夫碱反应成功合成了一种用于检测溶液中Cu2+和Pd2+的可逆型荧光探针PHM（(E)-4-((2-(8,9-二(萘-1-基)-9H-嘌呤-6-基)肼基)甲基)-2-甲氧基苯酚）。PHM可以快速识别HEPES缓冲溶液系统中的钯离子和铜离子，并且不受其他金属离子的干扰。其在DMSO/H2O溶液(9/1,v/v, pH 7.4, HEPES缓冲液，0.2mmol/L)中对Cu2+和Pd2+的检出限分别为72.97 nmol/L和839 nmol/L。同时，肉眼可以察觉到视觉色调的明显变化，这可能是由于PHM与Cu2+和Pd2+离子的络合，是在抑制光诱导的电子转移效应中产生的，在添加EDTA后PHM-Cu2+的荧光得以恢复，证实了PHM的可逆性。密度泛函理论（DFT）和Job''s plot实验均支持了荧光探针与Pd2+和Cu2+离子可能的络合机制。     

一种检测铜离子(II)荧光探针及其应用

以2-吡啶甲酸和 (E) -2-苯并噻唑-3- (6-羟基萘) 丙烯腈为原料，经过酯化反应，得到一个Cu2+ 荧光探针（P 1）。通过核磁氢谱、核磁碳谱、高分辨质谱对其结构进行表征，同时对其荧光性能测试。结果表明：该荧光探针能够高灵敏性、高选择性地识别Cu2+，对Cu2+ 的检测浓度范围是0~200 μmol/L，检测限是17 nmol/L。该探针被成功用于检测葡萄酒和啤酒中Cu2+ 的含量，其添加回收率为90.00％～108.30％。该文为开发识别性能良好，实用性强的Cu2+ 检测方法提供了参考。     

基于罗丹明B的off-on型席夫碱荧光探针的研究

以罗丹明B、水合肼、香草醛为原料合成了一种"off-on"型罗丹明B类席夫碱荧光探针,该探针在体积分数50%的乙腈溶液中对Cu2+具有良好的选择性。荧光滴定和Job's实验表明,该探针与Cu2+形成1∶1的络合物,识别过程可逆。由该化合物对Cu2+响应的工作曲线得出:Cu2+浓度在0¹0μmol/L内呈良好的线性关系,相关系数为r=0.997 2(n=5),检出限为0.48μmol/L。     

新型Cu~(2+)离子荧光探针的合成及表征

以水杨醛和2-喹啉甲醛为原料合成离子荧光探针LQ,并通过红外、核磁、质谱进行表征。通过荧光实验对金属离子进行识别,实验结果表明,该荧光探针对Cu2+有良好的响应,当Cu2+浓度在0~20μmol/L范围内线性相关系数r=0.999 2,最低检出限为0.18μmol/L(n=6)。     

一种罗丹明衍生物在不同介质中识别Cu2+的性能

采用电子吸收和荧光光谱研究了罗丹明B-5-硝基水杨醛(RhB-NSal)在无水乙腈和醋酸缓冲溶液中对Cu2+离子的识别性能。在两种介质中,RhB-NSal对Cu2+均具有很高的识别性能,仅Fe3+和Bi3+产生一定程度的干扰。RhB-NSal与Cu2+可逆性结合,形成摩尔比为1∶1的配合物,结合常数分别为6.72×104和4.23×104L/mol,对Cu2+的检测限分别为0.49和14.98μmol/L。在含水介质中,RhB-NSal识别Cu2+的灵敏度比在无水乙腈中稍低,但吸收光谱响应依然显著。硝基有助于提高RhB-NSal识别Cu2+的灵敏度,RhB-NSal有望成为Cu2+的荧光增强及可视型识别试剂。     

新型水溶性Hg~(2+)荧光探针的合成及光谱性能研究

以N,N-二甲基丙二胺、萘酰亚胺、三嗪杂环为主要原料,通过酰亚胺化、亲电取代、亲核取代等方法合成了一种水溶性1,8-萘酰亚胺荧光探针。研究了最终产物紫外吸收光谱、荧光光谱及对金属离子的识别作用。同时考察了温度,p H对探针-Hg2+体系荧光强度的影响。结果表明,产物在乙醇水溶液中能对汞离子有专一识别作用。产物对汞离子响应的线性方程为IF=49.050c+46.006,线性相关系数R=0.9946,检测限1×10-6g/m L。是一种具有水溶性良好的Hg2+荧光探针。     

基于席夫碱结构的香豆素类荧光探针的合成及性能研究

以3-甲酰基-7-二乙胺基香豆素和2-氨基烟酸为原料,合成了一种席夫碱结构的香豆素类荧光探针,该合成方法简单,收率较高,产物易提纯。研究结果表明,当往探针中加入Cu2+时,探针的荧光强度急剧升高,而加入其他金属离子时,探针的荧光强度变化较小,Cu2+浓度在0~5.0×10-4mol/L范围内,探针的荧光强度随着Cu2+溶度的增大而增强。     

一种裸眼识别的反应型荧光增强铜离子探针

基于2-吡啶甲酸酯的水解机制,设计合成了一种反应型荧光探针2-（4-（二甲氨基）苯基）4-氧-4H-色酮-7-基-吡啶甲酸酯（IV）,并用1H NMR、13C NMR、MS和元素分析进行了结构表征。该探针在Tris-HCl缓冲溶液/乙腈（3/2,V/V）溶液中,室温下能够快速（5 min）的与Cu2+离子发生特异性反应,引起荧光增强（565 nm）,同时裸眼可见颜色由红变为淡黄。Cu2+浓度在0 ~ 2.0×10-5 mol·L-1内呈良好的线性关系,检出限为1.67×10-8 mol/L,可用于水质检测。机制研究表明,Cu2+可催化IV的酯键断裂,生成具有强荧光的N,N-二甲胺基黄酮（Ⅲ）。     

α位羰基烯胺酮代间苯二酚的合成和荧光性质研究

合成了一类α位羰基烯胺酮间苯二酚新化合物,通过1H NMR,13C NMR,IR,EA等方法进行了表征,并对8种化合物与五种不同的金属阳离子作用后的荧光光谱和紫外-可见吸收光谱的变化进行了对比研究,发现1-(5-乙酰基-2,4-二羟苯基-3-(4-氯苯胺)丙-2-烯酮化合物)对过渡金属铜离子有明显的特征荧光淬灭识别能力,因此可以作为一种金属离子荧光分子探针选择性识别过渡金属Cu2+离子。     

均三嗪衍生物比色识别Cu2+及荧光识别Zn2+

以对氨基苯腈、邻叔丁基苯酚和3,5-二叔丁基水杨醛为原料合成了两种含有均三嗪对称结构的离子探针1和2,通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外、质谱对合成产物进行表征,确认其结构。利用紫外吸收光谱和荧光光谱两种手段分别考察了探针1和探针2在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中对金属离子（Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺）的识别性能,通过核磁共振氢谱对探针1与Zn²⁺的识别机理进行研究。结果表明,两种探针热稳定性强,探针1溶液中加入Zn²⁺会引起荧光强度的显著增强,抗干扰性强,是一种高选择性识别Zn²⁺的荧光增强型探针;探针2中加入Cu²⁺后溶液由无色变成黄色,紫外光谱长波长处出现新吸收峰,是一种可裸眼识别的、高效的紫外Cu²⁺探针。     

Al~(3+)荧光探针的合成及识别性能研究

以2-羟基-1-萘甲醛和邻苯二胺为原料,通过席夫碱反应合成了一个Al~(3+)荧光探针。采用紫外-可见和荧光光谱法研究了探针在乙腈溶液中对金属离子的识别能力。实验结果表明,该探针在乙腈及其水溶液中可以有效、快速地检测Al~(3+)。通过荧光滴定曲线、Job's曲线和Benesi-Hildebrand曲线,得出探针分子与Al~(3+)的配合比和配合常数分别为2∶1和2.65×10~5,并测得Al~(3+)的最低检出限为1.85×10~(-8)mol/L。     

一种用于识别Cu2+的荧光增强型化学传感器的合成及性能研究

通过对香豆素母体结构进行修饰,采取7-位引入二乙基氨基供电子基团,3-位引入酰胺基吸电子基团,成功制备了一种结构简单的荧光化学传感器:7-二乙氨基-N'-(2,4-二硝基苯基)-2-氧代-2H-色烯-3-甲酰肼,并通过1HNMR、13CNMR和ESI-HR-MS对其结构进行表征。传感器对Cu^2+显示出明显的“off-on”型荧光增强响应,荧光强度增强了21.8倍,Stokes位移为2033 cm^-1,检测限为0.52μmol/L。由Job曲线可知,传感器和Cu^2+之间的配位比为2∶1,通过推测,传感器对Cu^2+的识别机理属于光诱导电子转移机理(PET)。pH测试结果表明,传感器适宜的pH范围为7~8.5。     

反应型荧光探针在检测金属离子中的研究进展

金属离子广泛存在于自然界中,与环境科学、生命科学、医学等领域有着密切的联系。一些金属离子如Hg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺等,在生物体的生理和病理中扮演着重要角色,摄入过量或不足都会导致生理功能的紊乱,引发各种疾病。近几年来,反应型荧光探针因其高选择性和高灵敏性的特点得到了快速的发展。本文主要综述了近五年来反应型荧光探针在检测金属离子中的研究进展,主要介绍了各类探针分子的设计合成、传感机理、检测结果以及其在生物检测中的应用。指出反应型荧光探针的研究发展还处在初级阶段,该领域将会朝着灵敏度更高、反应时间更少、应用范围更广的方向发展,此外,反应型荧光探针在生物检测以及实际应用方面也有望得到进一步的应用发展。     

染料探针分子对水中铜离子的可视化识别及试纸化应用

设计合成了以罗丹明为母体的探针分子RCu,可实现对Cu²⁺的选择性识别。在HEPES缓冲溶液(2×10^-5 mol·L^-1, pH 7.4)的测试体系中RCu本身无颜色,加入Cu²⁺后溶液变为粉红色,而且加入其他常见金属阳离子无颜色变化。探针分子可识别较低浓度的Cu²⁺,检出限可达6.37×10^-8 mol·L^-1。同时探针分子可用于试纸化检测,对水样中的Cu²⁺可实现低浓度的检测,具有一定的实用价值。     

苯并噻唑基修饰的开链Cu2+比色探针的合成及性能

以N-苯基二乙醇胺和2-巯基苯并噻唑为原料通过亲核取代反应合成了一种新型的苯并噻唑基修饰的开链冠醚类化合物1,并用核磁共振氢谱, 核磁共振碳谱及元素分析方法对合成产物进行了表征。利用紫外光谱仪考察了化合物1与多种金属离子（Mn²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺ 、Fe³⁺、 Hg²⁺、Cr³⁺、Al³⁺）在乙腈溶液中的光谱变化,并探究了化合物1处理过的滤纸条在水溶液中对金属离子的识别效果,通过核磁共振氢谱讨论了化合物1与金属离子形成配合物的作用机理。实验发现,化合物1的乙腈溶液中添加Cu²⁺后溶液颜色变为棕色,明显区别于添加其他离子;在水溶液中,特制的滤纸条遇到Cu²⁺会呈现黄色,而遇其他离子均无颜色变化。结果表明,化合物1仅对Cu²⁺具有选择性,且能通过裸眼进行识别,是一种高效、简便的Cu²⁺探针。     

基于氮掺杂碳量子点的荧光微球制备和Fe3+检测

分别以尿素、氨水、二乙烯三胺、多乙烯多胺为氮源,绿色廉价的白菜为碳源,采用水热法合成氮掺杂的蓝色荧光碳量子点,结果表明多乙烯多胺氮掺杂碳量子点（NCDs）荧光量子产率最高为53.3%。然后将NCDs作为荧光探针应用于荧光微球制备和Fe³⁺检测方面,以三聚氰胺甲醛（MF）为载体,合成了氨基化MF荧光微球;基于Fe³⁺对NCDs良好的荧光猝灭效应,建立了一种荧光测定Fe³⁺的方法,并对NCDs和MF荧光微球的结构和性能进行表征。结果表明,NCDs的荧光性能得到了显著的改善;MF荧光微球单分散性好、荧光性能好且稳定,在生物医学领域方面有重要的应用价值;NCDs对Fe³⁺具有单一选择性,Fe³⁺浓度在0~2μmol/L内与NCDs的荧光猝灭程度呈良好的线性关系（R²=0.9945）,检出限为0.035μmol/L。将该体系应用于实际水样中Fe³⁺的测定,相对标准偏差（RSD,n=6）在1.42%~3.02%内,加标回收率在98.7%~104.5%之间。该体系对Fe³⁺检测灵敏性好、选择性高以及抗干扰性强,在离子分析检测方面有潜在的应用前景。     

对Fe3+和草酸具有荧光“关-开”功能的喹啉衍生物

通过8-羟基喹啉-2-甲醛与水杨酰肼的缩合反应,合成了一种喹啉席夫碱衍生物荧光分子探针(L)。经FT-IR、1H NMR、13C NMR、ESI-MS表征,确定了探针L的分子结构。利用吸收和荧光光谱研究了探针L的识别性能。在DMSO溶液中,探针L与Fe3+能够形成1:1型配合物L-Fe,表观结合常数为4.6 × 104 L/mol。利用该配合物的形成导致的探针荧光猝灭,能够在常见金属离子中高选择性识别Fe3+,检出限为6.8 × 10-8 mol/L。进一步以L-Fe复合物为探针,实现了对草酸的高选择性荧光增强识别,检出限为1.3 × 10-7 mol/L。该方法可用于蔬菜中草酸的检测。     

基于苝酰亚胺席夫碱荧光探针的制备及其对镉离子的选择性识别研究

利用C=N异构机制,以苝酰亚胺为骨架设计合成了一种香草醛席夫碱荧光探针,通过红外光谱和质谱对其结构进行了表征。同时利用紫外-可见光谱仪和荧光光谱仪对其性能进行了研究,研究结果表明,当使用490 nm的激发波长对该化合物进行激发时,化合物对Cd^2+表现出良好的选择性,在530 nm处的荧光发射峰强度显著上升。干扰实验表明,Zn^2+、Cu^2+和Hg^2+对Cd^2+的识别存在干扰,大多数金属离子对识别过程影响不大。荧光实验数据分析结果表明两者之间形成了1∶1的键合关系,键合常数lgK为5.37。该荧光探针对Cd^2+的检出限为0.2 nmol/L(约22.8 ng/L),可以满足水体中镉离子的检测要求。     

Single Labeled DNA FIT Probes for Avoiding False‐Positive Signaling in the Detection of DNA/RNA in qPCR or Cell Media

Oligonucleotide hybridization probes that fluoresce upon binding to complementary nucleic acid targets allow the real‐time detection of DNA or RNA in homogeneous solution. The most commonly used probes rely on the distance‐dependent interaction between a fluorophore and another label. Such duallabeled oligonucleotides signal the change of the global conformation that accompanies duplex formation. However, undesired nonspecific binding events and/or probe degradation also lead to changes in the label–label distance and, thus, to ambiguities in fluorescence signaling. Herein, we introduce singly labeled DNA probes, “DNA FIT probes”, that are designed to avoid false‐positive signals. A thiazole orange (TO) intercalator dye serves as an artificial base in the DNA probe. The probes show little background because the attachment mode hinders 1) interactions of the “TO base” in cis with the disordered nucleobases of the single strand, and 2) intercalation of the “TO nucleotide” with double strands in trans. However, formation of the probe–target duplex enforces stacking and increases the fluorescence of the TO base. We explored open‐chain and carbocyclic nucleotides. We show that the incorporation of the TO nucleotides has no effect on the thermal stability of the probe–target complexes. DNA and RNA targets provided up to 12‐fold enhancements of the TO emission upon hybridization of DNA FIT probes. Experiments in cell media demonstrated that false‐positive signaling was prevented when DNA FIT probes were used. Of note, DNA FIT probes tolerate a wide range of hybridization temperature; this enabled their application in quantitative polymerase chain reactions.