Fe3+荧光探针的研究进展

综述了近几年来用于Fe~(3+)检测的荧光探针研究进展。重点介绍了以香豆素、罗丹明、氟硼二吡咯(BODIPY)作为荧光团的Fe~(3+)荧光探针,及部分其它类型铁离子荧光探针的结构和设计原理,概述了Fe~(3+)荧光探针在检测过程中的优点,并展望了Fe~(3+)荧光探针的研究和发展方向。     

基于二苯甲酮Schiff碱Fe3+荧光分子探针

以2,4-二羟基二苯甲酮（UV-0）和邻苯二胺合成了Schiff碱L荧光分子探针,采用FT-IR、HNMR和MS对其结构进行了表征。在V(EtOH):V(HEPES)=95:5 （pH=7.2）缓冲溶液中,L能够通过on-off荧光响应选择性识别Fe3+,且几乎不受其他金属离子的干扰。在Fe3+（0～7.0  10-5 mol/L）浓度范围内,溶液荧光强度与Fe3+浓度呈现良好的线性关系。L对Fe3+检出限为1.9410-7 mol/L,二者的结合常数为2.0104 (mol/L)-1。     

荧光猝灭法识别Fe3+的新型吡唑-吡唑啉荧光探针

设计并合成了一种新型吡唑-吡唑啉探针L。用¹H NMR、¹³C NMR、HR-ESI-MS等对L结构进行了表征,结果表明L对Fe³⁺具有良好的识别效果,并具有荧光猝灭作用。发现其他金属离子的存在不会干扰其鉴定。探针L-Fe³⁺形成1∶1络合物。检测限为4.9×10^-8 mol/L。加入PPI时,探针L具有可逆性。     

基于HBT-RhB的荧光探针用于Cu2+检测

Cu²⁺是生物体中基本的微量元素之一,在细胞中作为催化辅助因子参与体内多种酶的反应、造血功能和一些其他生命过程。本文以苯并噻唑(HBT)为母体结构,合成了HBT-RhB荧光探针,该探针能够对Cu²⁺具有高选择性和灵敏性,同时具有优异的荧光特性以及良好的温度和pH稳定性,实现了一种逻辑检测的响应策略。该探针在0.04～160nM的线性范围内对Cu²⁺有一个良好的线性关系,且最低检测限为2.6nM。通过荧光光谱、紫外吸收光谱等进一步证明了HBT-RhB对Cu²⁺的良好响应。这种设计Cu²⁺响应探针的新方法被提供用来检测相关的分析物,旨在环境、生物成像、疾病治疗等方面发挥更重要的作用。     

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。     

基于壳聚糖衍生物的Al3+荧光探针的设计合成

人体摄入过量的Al~(3+)会导致多种疾病,因此Al~(3+)的检测具有重要的意义。荧光探针法在目标物质检测中具有选择性好、灵敏度高等优点,已成为重要的检测手段。以2-羟基-1-萘甲醛和羧甲基壳聚糖为原料,在乙醇溶液中回流反应8 h,高产率得到一种高选择性Al~(3+)荧光探针。在常见的金属离子和阴离子中,该荧光探针对Al~(3+)呈现出较好的选择性和较高的灵敏度。在V(乙醇)∶V(水)=4∶1、p H 6. 0、50 mmol/L羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPES)溶液中,该探针对Al~(3+)的线性响应范围为4. 0×10-5～1. 0×10-4mol/L,检出限为1. 3×10-5mol/L。     

罗丹明类Cr3＋荧光分子探针

本文以罗丹明B为原料,合成了一个新的Cr3＋荧光探针RhB2．该探针合成方法简单,所得产物收率较高。通过乙醇中的测试结果表明,该探针能选择性的识别Cr3＋,与Cr3＋结合后荧光发生显著增强,同时紫外吸收光谱也发生了明显改变,溶液颜色从无色转变成粉红色。pH测试的结果表明,探针的pK=4．55,说明探针在近中性和碱性环境下应用均不受质子的干扰。     

基于对羟基苯甲醛的水溶性Fe3+离子探针的研究

设计合成了两个具有水溶性的对羟基苯甲醛Schiff碱,其中之一含有D-氨基葡萄糖单元.化合物用元素分析和1HNMR进行了表征,并将它们作为受体应用于金属阳离子的识别.该类化合物与Fe3 离子作用,紫外光谱发生明显变化,并形成1:1的复合物,而在受体溶液中即使加入10倍量的Na 、K 、Ba2 、Ca2 、Cu2 、Zn2 、Ni2 、Cd2 、Pb2 等金属离子,也不会使光谱有明显的变化,因此能作为水溶液中Fe3 离子探针.     

荧光猝灭法快速检测水样中的汞离子

快速、灵敏定量环境水样中的汞离子(Hg~(2+))对水质监测和人体健康有十分重要的意义。本研究利用富含胸腺嘧啶碱基(T)的DNA,发展了一种灵敏的荧光分析法,实现了Hg~(2+)的快速检测。首先,在DNA两端各修饰一个发光基团(6’-FAM)和猝灭基团(BHQ1)。在Hg~(2+)存在时,相对的两个T碱基与Hg~(2+)通过金属配位形成T-Hg~(2+)-T结构,从而使ss DNA形成ds DNA,DNA的结构变化会使发光基团和猝灭基团距离靠近,从而猝灭发光基团的荧光,实现对水样中Hg~(2+)的定量分析。对Hg~(2+)的检测浓度在10～100n M范围内呈线性相关,所用方法检出限为2.0n M(MDL=3σ/S)。     

Eu3+掺杂TiO2荧光探针的制备及对氯氰菊酯的检测应用

以钛酸四丁酯为前体,采用液相法制备了水溶态纳米Eu3+掺杂TiO2荧光探针,并对其发光性质进行了研究。通过紫外吸收和荧光光谱研究了它和氯氰菊酯之间的相互作用,结果发现,氯氰菊酯对Eu3+掺杂TiO2的荧光具有猝灭作用,根据Stern-Volmer猝灭方程,计算出其猝灭常数为1.017×1011 L/(mol.s),并讨论了猝灭机理。依据氯氰菊酯浓度和Eu3+掺杂TiO2的荧光强度成正比,建立了一种快速检测农药的新方法。其检测范围为2.5×10-10～2.5×10-7mol/L,检出限为2.5×10-11mol/L,回收率在89.25%～93.55%之间。     

新型稀土铕荧光探针的合成及其性质研究

通过浸渍法将镧系阳离子Eu3+封装在MOF-5孔道结构中,制备出一种新型Eu3+功能化MOF-5(Eu3+@MOF-5)发光金属有机框架材料.Eu3+@MOF-5在394 nm波长激发下表现出Eu3+特征荧光峰,在有机溶剂及水中具有的良好荧光稳定性,且表现出对Fe3+的良好选择性和抗干扰能力.随着Fe3+逐渐加入,Eu...     

Fe3+对芘四磺酸钠荧光检测干扰试验研究

为验证Fe~(2+)、 Fe~(3+)、水处理剂对芘四磺酸钠(PTSA)荧光强度测定值的影响开展了本试验。将不同浓度Fe~(2+)、 Fe~(3+)和常见水处理剂添加到PTSA溶液后测定其荧光强度。研究结果表明,Fe~(2+)对PTSA的荧光强度影响很小,而Fe~(3+)则极显著降低了PTSA的荧光强度。通过添加还原剂盐酸羟胺将Fe~(3+)还原成Fe~(2+),可消除Fe~(3+)对测试结果的影响。常见水处理剂对PTSA测定结果无影响。根据PTSA测定值指导工业水处理现场加药的初步应用结果证明,添加盐酸羟胺消除Fe~(3+)影响后,根据PTSA测定值推算的水处理剂加药量与按总磷浓度推算的结果基本一致。     

Schiff碱链接的双菲并咪唑Fe3+荧光探针的合成及识别性能研究

以2-(2-氨基苯基)-1-苯基-1H-菲并[9,10-d]咪唑和对苯二甲醛为原料,合成了以Schiff碱链接的双菲并咪唑衍生物(BPII),并采用红外和核磁对所合成的化合物进行了结构表征和确认.通过紫外和荧光光谱实验表明,主体化合物BPII在DMF/HEPES的混合溶液中(V(DMF)∶V(HEPES) =7∶3)对Fe3具有选择性识别性能,且不受其他共存金属离子的干扰.荧光滴定实验表明,主体化合物BPII对Fe3+的检出限为2.08 μmol/L,可用于真实水样中Fe3+浓度的检测.Job's曲线确定了主体化合物BPII与Fe3+之间形成物质的量比为1∶1的金属配合物.     

CdS量子点作荧光探针检测水相中微量铜的方法研究

用巯基丙酸作为稳定剂,在水相中合成了CdS量子点。基于Cu^2＋对CdS量子点有显著的荧光猝灭作用,建立了检测水相中微量Cu^2＋的新方法。研究结果表明,在弱碱性的水溶液中,当Cu^2＋的浓度在1×10^-5-3×10^-4 mol·L^-1之间时,量子点的荧光猝灭强度△F/F与Cu^2＋的浓度之间很好地符合Stern-Volmer线性方程,线性相关系数为0.9952。方法的检出限为5.85×10^-6 mol·L^-1,相对标准偏差为3.75%,加标回收率为95.5%-118.5%。讨论了量子点的荧光猝灭机理。在研究金属离子和一些化合物的干扰作用时,发现有的物质使量子点的荧光猝灭,有的物质却使量子点的荧光强度增强,发光强度对不同的物质就具有选择性。选择合适的掩蔽剂可以消除较强的离子干扰。     

氮掺杂碳点的制备及其在Fe3+检测中的应用

以含氮的三羟甲基氨基甲烷为碳源,采用水热法制备了水溶性良好的氮掺杂碳点(N-CDs)。通过荧光光谱、紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱、场发射透射电镜和X射线光电子能谱,对制备的N-CDs的结构和光学性质进行了表征,研究了p H和含盐量对N-CDs荧光性能的影响,并以N-CDs为荧光探针,检测水中的Fe³⁺。结果表明,制备的N-CDs分散性好,水溶性好,尺寸均一,平均粒径为6.1 nm,具有较好的p H稳定性和耐盐性。Fe³⁺对制备的N-CDs具有荧光猝灭效应,在0.1～80μmol·L^-1的Fe³⁺浓度范围内,N-CDs荧光强度的降低与Fe³⁺浓度具有良好的线性关系,线性方程为ΔF=1.0001C+18.9646,相关系数R²为0.9932。制备的N-CDs具有制备简单、成本低、检测灵敏度高等优点,可作为荧光探针用于检测水中微量的Fe³⁺,具有潜在的应用前景。     

基于罗丹明衍生物的Fe(Ⅲ)荧光探针的合成及其性能研究

设计并合成了两种罗丹明类Fe3+荧光分子探针L1、L2,并用核磁和质谱对其结构进行了表征,同时对目标探针进行了荧光光谱性能测试。研究表明:当体系为V(DMF)∶V(H2O)=1∶1时,这两种探针对Fe3+均具有较好的选择性,且基本不受其他离子的干扰;当Fe3+浓度在60~120μmol/L和40~300μmol/L范围内时,L1和L2荧光强度均与之呈现良好的线性关系;通过Job's曲线发现探针与Fe3+的配合比为1∶2。     

罗丹明基Fe3＋荧光探针的合成及性能分析

以罗丹明6G、乙二胺为原料,合成中间体N-罗丹明6G内酰乙二胺,将中间体分别与吲哚-3-甲醛、2-苯甲酰基吡啶、吡咯-2-甲醛、2-羟基-1-萘甲醛反应,合成了合成了四种罗丹明衍生物,即探针IR、 BR、 PR、 NR。在乙醇/水（1：1, V：V）混合溶液中,考察了四种探针对Fe3＋的选择性识别及不同Fe3＋浓度对四种探针荧光强度的影响。结果表明：在测试范围内的18种阳离子中,探针IR、 BR、 PR、 NR均能选择性地识别Fe3＋,引起荧光强度和吸收强度的显著增加,随着Fe3＋浓度的增大,探针IR、 BR、 PR、 NR溶液的颜色逐渐加深,荧光强度逐渐增大,实现了裸眼及荧光对Fe3＋的定性检测。     

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。