基于香豆素与胍的荧光探针的合成及对Co2+、Fe3+的识别研究(英文)

本论文设计合成了基于1,3-二氨基胍盐酸盐、氨基胍盐酸盐的新型香豆素类荧光探针L1、L2。通过紫外-可见、荧光光谱的变化研究探针L1、L2对金属离子的识别效应。利用Job’s plot曲线确定探针L1与Co²⁺形成了1∶2的配合物,探针L2和Fe³⁺形成了3∶1的配合物,且表现为明显的荧光增强。探针L1对Co²⁺的检出限可达到10^-6mol/L,探针L2对Fe³⁺的检出限可达到10^-7mol/L。两种高灵敏度荧光探针有望应用于生物和环境监测领域。     

基于碳点变色性能的紫外-可见分光光度法测定脱硫液和废水中硫离子的含量

以柠檬酸为碳源,尿素为氮源,采用水热法合成了具有变色性能的碳点(CDs),利用该CDs与S^2-的褪色反应,提出了紫外-可见分光光度法(UV-Vis)测定脱硫液和废水中S^2-含量的方法。通过循环预处理系统分离样品中的S^2-,分取0.5 mL待测样品溶液和4.5 mL 100 mg·L^-1 CDs溶液,混匀,将酸度调节至pH 8,于30℃反应15 min,快速冷却至室温,采用UV-Vis测定反应前后体系在610 nm处的吸光度。结果表明,该CDs变色是氧化导致的。在pH 8条件下,S^2-使CDs发生选择性褪色反应;S^2-的质量浓度在0.05～1.00 mg·L^-1和1.00～15.00 mg·L^-1内与对应的吸光度差值呈线性关系,检出限(3S/N)为0.043 mg·L^-1和0.073 mg·L^-1;对实际样品进行加标回收试验,回收率为98.0%～106%,测定值的相对标准...     

基于香豆素343的荧光探针快速检测亚硫酸根

以香豆素343和2-苯并噻唑乙腈为原料,合成了香豆素343-亚硫酸根离子探针(Coumarin 343-SO₂),并用¹H NMR、¹³C NMR、MS和HRMS等技术手段对合成的化合物进行了表征。 该探针与亚硫酸根离子(SO₃^2-)发生亲核加成反应后,阻断了苯并噻唑与香豆素的共轭结构,从而引起荧光强度的变化,达到检测亚硫酸根离子的目的。 此探针对SO₃^2-具有响应快、高灵敏度、高选择性及检测限低至0.08 μmol/L的特点,其它常见的阴离子及还原性物质对SO₃^2-的检测均无干扰。 此外,该探针具有良好的细胞膜通透性,可用于活细胞中对SO₃^2-进行荧光成像。     

一种吡啶-水杨醛类席夫碱的合成及对Zn2+的特异性识别

通过席夫碱反应将2-氨基4-甲基吡啶与4-(二乙氨基)水杨醛结合,设计并合成出一种新型的荧光探针L,该探针能特异性识别Zn²⁺。通过质谱、¹H NMR以及¹³C NMR表征其结构,并利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱研究了探针L在CH₃OH-H₂O(V:V=8:2,Tris-HCl缓冲液,pH=7.4)中对各种离子的选择识别能力。实验结果显示,向探针L中加入Zn2+之后,溶液从无荧光变成蓝色荧光,且457 nm处出现一发射峰。Job’s plot工作曲线结果和密度泛函理论(DFT)计算表明探针L与Zn2+结合计量比为1:1。荧光滴定结果表明探针L对Zn2+的检测极限可低至2.7×10^-8 mol·L^-1,结合常数为1.32×10⁴ L·mol^-1,pH应用范围4.0～10.0。对真实水样中的Zn2+进行检测,平均回收率大于98%,RSD小于1.61%,表明探针L能够检测真实水样中的Zn2+。     

一种新的流动注射电化学发光分析方法及硫离子的分析测定研究

设计了一种用于流通体系的电解池,并以恒电流电解法与流动注射技术相结合,在线定量电解产生不稳定试剂次溴酸根,使其浓度和反应活性得以在线控制,稳定地应用于化学发光分析.在此基础上,研究了BrO^-在pH=9.60Na₂CO₃-NaHCO₃缓冲介质中氧化鲁米诺弱化学发光反应的分析特性,并基于硫离子对该弱化学发光反应体系的发光强度的增敏作用,建立了一种新的测定S^2-的流动注射电化学发光分析法.采用该方法测定S^2-的线性范围为3.10×10^-7～9.30×10^-5mol/L,检出限为1.00×10^-7mol/L,相对标准偏差为2%[n=11,c(S^2-)=3.10×10^-6mol/L]     

基于苯并吲哚的荧光探针对Al3+的识别及应用

设计合成了一种结构简单且基于苯并吲哚衍生物的荧光探针(H),通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱研究了荧光探针H对金属阳离子的识别性能。 结果表明,在乙醇(EtOH)和4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲液(pH=7.4) (体积比为1:1)的混合溶液体系中,荧光探针H对Al³⁺有专一性识别且不受其它金属阳离子干扰。 探针H与Al³⁺的配合比为1:1,配合常数K_a为0.52×10² mol/L,检测限为1.75 μmol/L。 探针通过荧光发射光谱对水样及食品中的Al³⁺进行了定量检测,具有一定实际应用价值。     

比率型SO2荧光探针的构建及细胞成像研究

本文构建了一种基于苯并吲哚季铵盐结构的荧光探针用于检测SO₂衍生物。该荧光探针能够快速、灵敏、高选择性地检测HSO₃^-和SO₃^2-,并显示出颜色和荧光变化双重响应。其比率荧光强度（I₄₆₂/I₅₈₈）与HSO₃^-的浓度（0～16 μmol/L）之间具有良好的线性关系,检测限低至12 nmol/L。¹HNMR表明该探针的响应机制为1,4-亲核加成反应。激光共聚焦荧光成像结果表明,CZBI具有良好的细胞膜通透性,并且可以通过比率荧光成像实现对细胞内SO₂衍生物的监测。     

一种具有聚集诱导发光性能的Zn2+荧光探针的设计合成

以四苯乙烯为荧光基团,5-叔丁基-2-羟基苯作为识别基团,构建了一种新型的聚集诱导发光(AIE)效应Zn²⁺荧光探针L.探针结构通过NMR和ESI-MS表征,其荧光性能通过UV-vis和荧光光谱研究.在乙醇/磷酸盐(PBS)(V∶V=7∶3,pH=7.4)溶液中,探针对Zn²⁺表现出高灵敏度和选择性,其检测限低至34.1 nmol·L-1,在0～3.0×10-5mol·L-1范围内,探针对Zn²⁺表现出良好的线性关系.在自然光和紫外灯下用肉眼观察到明显颜色变化,可以实现Zn²⁺可视化检测.通过Job’splot,ESI-MS和密度泛函理论(DFT)理论计算对识别机理进行了研究.报道的新型探针可作为分析测定Zn²⁺的一种便捷工具.     

检测汞离子的比色-荧光双通道探针的设计合成及应用

以7-羟基吩恶嗪酮(试卤灵)为荧光团、硫代甲酸苯酯为汞离子(Hg²⁺)识别基团,经一步简单有机合成反应,制备了比色-荧光双通道探针NMP。采用核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³C NMR)和高分辨率质谱(HRMS)表征了探针结构,利用吸收光谱和荧光发射光谱测试了探针对Hg²⁺的选择性和灵敏度。光谱测试结果表明,探针对Hg²⁺具有较好的选择性和检测灵敏度,检出限(3σ)为17 nmol/L。反应溶液由淡黄色变为紫红色,可对溶液中Hg²⁺进行比色检测,并可用于实际水样中Hg²⁺的检测。采用CCK-8法测试了探针的细胞毒性,结果表明,在探针浓度低于10μmol/L时,细胞存活率高于90%。共聚焦荧光显微成像结果表明,探针具有较好的细胞通透性,可对细胞内Hg²⁺进行荧光成像。     

两个新型1,3-硒唑酰腙的合成及其对醋酸根离子的特性荧光识别

设计合成了2个1,3-硒唑酰腙分子(SAF1和SAF2),并通过红外光谱(IR)和核磁共振谱(NMR)等对其进行了结构表征。 通过紫外-可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱,利用探针SAF1和SAF2分别对9种常见的阴离子进行了监测。 结果发现,当加入醋酸根离子(AcO^-)时,在UV-Vis中,探针SAF1和SAF2分别在500 nm和414 nm处出现一个新的吸收峰,探针SAF1对应的溶液颜色由淡黄色变为红色,探针SAF2对应的溶液颜色由浅黄色变为黄色,可实现裸眼识别;在荧光光谱中,417 nm附近产生强的荧光发射峰,且具有荧光开启(turn-on)功效,AcO^-的最低检测限达10^-5 mol/L,2个分子与AcO^-的结合常数分别为3.03×10⁴和1.42×10⁴ L/mol,说明化合物SAF1和SAF2有望作为AcO^- 的特性荧光识别探针。     

基于菲并咪唑的ON⁃OFF⁃ON双比色荧光探针及细胞成像

设计合成了对称型菲并咪唑荧光探针PIP-ph-PIP, 并对其结构进行了表征和确认. 随着探针溶液中水体积分数的增加, 探针的聚集程度逐渐增加, 荧光强度先增强后猝灭. 荧光光谱测试结果表明, 在水相体系中探针PIP-ph-PIP能以ON-OFF-ON的方式分别对Ag⁺和SCN^-, Cu²⁺和PO³₄ ^-进行连续识别, 且连续识别效果可通过裸眼比色观察, 其中对Ag⁺识别具有超低检出限(6.1 nmol/L). 结果表明, 探针PIP-ph-PIP可应用于活体HeLa细胞中Ag⁺和Cu²⁺的定性分析及实际水样中Ag⁺和Cu²⁺的定量检测.     

基于席夫碱的四种Zn2+荧光探针的合成及其性能

以乙二胺与水杨醛及其衍生物为原料,构建了4种席夫碱Zn²⁺荧光探针,其结构均由¹H NMR、¹³C NMR和IR进行了表征。光谱分析实验结果表明,相比于其他探针,探针L2对Zn²⁺具有更好的选择性和灵敏度,检出限为92.15 nmol·L^-1。在0～30μmol·L^-1的浓度范围内,探针L2的荧光强度与Zn²⁺浓度可呈良好的线性关系,在紫外灯下可用肉眼观察到明显颜色变化。通过Job曲线、核磁滴定实验、密度泛函理论计算和L2-Zn²⁺配合物单晶结构对识别机理进行了研究,结果表明探针L2与Zn²⁺以物质的量之比1∶1配位。此外,探针L2还可用于检测实际水样中的Zn²⁺。     

Cr3+比色荧光探针的合成及细胞成像应用

以2,3,3-三甲基-3H-苯并[e]吲哚和对二甲氨基苯甲醛为原料, 乙醇作溶剂, 在酸性催化条件下, 通过一步反应合成了比色荧光探针B. 在EtOH/HEPES(pH=7.4)体积比为9∶1的混合体系中, 向探针B溶液中加入Cr ³⁺后, 溶液颜色由淡黄色变为紫红色, 说明探针B可以对Cr ³⁺进行裸眼识别. 紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱分析表明, 探针B对Cr ³⁺的选择性好、 灵敏度高且对EDTA有良好的接力识别. 探针B对Cr ³⁺的结合常数K_a=0.28×10 ² mol/L, 检出限为1.90×10 ^-8 mol/L, 该检出限低于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Cr ³⁺的最大含量(9.60×10 ^-8 mol/L). 利用荧光发射光谱对实际水样中Cr ³⁺的浓度进行了定量检测. 探针B也可应用于对活细胞中Cr ³⁺的检测, 具有较好的应用前景和实用价值.     

一种基于“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移”机制的苯并噻唑衍生物荧光探针及其对次氯酸根的识别

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的荧光探针(Z)-O-(2-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-(2-氰基-2-(4-氰基苯基)乙烯基)-6-甲基苯基)二甲基硫代氨基甲酸酯(HBTY-N),探针在Tris溶液(p H=7)中能够通过荧光“Off-On”变化,高选择性识别Cl O-.向该探针中加入ClO^-后溶液由无荧光变为橙红色荧光,斯托克位移为235nm,且识别响应快速.探针HBTY-N对ClO^-的检测限为2.127×10-7 mol/L, pH适用范围为1～10,并且有较强的抗干扰能力.机理研究表明,在ClO^-的作用下,探针通过“氧化去保护”机制释放出具有“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移(AIE+ESIPT)”性质的荧光团(Z)-4-(2-(3-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-羟基-5-甲基苯基)-1-氰基乙烯基)苄腈(HBTY),量子产率由0变为42.88%.此外,探针HBTY-N可对活细胞中ClO^-进行荧光成像,且对细胞毒性低,还可用于实际水样中的ClO^-检测,具有潜在的应用...     

基于久洛尼定的铝离子荧光探针的合成与性能

设计合成了基于久洛尼定的酰腙荧光探针JNPH，并使用核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)表征了JNPH的结构。采用荧光发射光谱研究了在DMSO/Tris-HCl(7∶3, V∶V)缓冲体系中探针JNPH对金属离子的识别能力。结果表明，在DMSO缓冲液中探针JNPH对Al³⁺显示出选择性荧光增强识别，且具有良好的识别灵敏性。Job曲线显示探针JNPH与Al³⁺结合的化学计量比为1∶1。探针JNPH对Al³⁺的识别不受大多数金属离子的干扰，检测Al³⁺的线性范围为0～80μmol/L，检出限为0.38μmol/L。探针JNPH具有快速响应识别Al³⁺的能力，响应时间为60 s。利用1H-NMR研究了探针JNPH对Al³⁺的识别机理，并结合Job曲线推测了探针JNPH与Al³⁺的作用模式。     

一种苯并咪唑衍生物的合成及对Mg2+的识别研究

本文利用2-氨基苯并咪唑和5-溴水杨醛反应制得一种具有聚集荧光增强性质的探针L。探针L可以在DMSO体系下对镁离子具有很好的识别效果,并且探针L随着水含量的升高荧光强度在逐渐增强,在水含量达到90%表现出明显的荧光增强现象且发射波长发生明显的红移,在495nm处出现最强发射峰,检测限达到3.49×10^-5 M,能够有效地检测Mg²⁺,同时探针L的AIE性质具有了成为发光材料的潜能。     

基于查尔酮衍生物的铜离子探针的设计合成

以N-丁基-吲哚-3-甲醛和2-乙酰吡啶作为原料,通过羟醛缩合反应设计合成一种查尔酮衍生物(E)-3-(1-丁基-1氢-吲哚基)-1-(2-吡啶基)丙烯基酮(L)。 通过核磁共振波谱仪、质谱和傅里叶变换红外光谱技术手段表征了目标分子的结构。 结果表明,探针L对Cu²⁺表现出专一的选择性和高的灵敏度,溶液颜色由淡黄色变为红色,能够直接通过肉眼识别,检测限低至27.8 nmol/L,探针L与Cu²⁺的配位比为1∶1,结合核磁滴定和理论计算研究了探针L对Cu²⁺的识别机制。     

基于杯[4]芳烃的银离子荧光探针的合成及性能

合成了25,27-二羟基-26,28-二{3-[N-(2-萘基)-2-硫代乙酰胺]丙氧基}-5,11,17,23-四叔丁基杯[4]芳烃(2), 并利用荧光光谱考察了其在乙醇-水混合溶液中对Ag⁺的光谱选择性. 结果表明, 含有S₂O₂结合位点的探针分子2对Ag⁺具有良好的选择性. 通过荧光光谱连续滴定测得探针分子2-Ag⁺体系的猝灭常数为3.39×10³ L/mol, 探针分子对Ag⁺的检出限可达2.34×10^-7 mol/L. 在实际的Ag⁺检测中, 探针分子2具有一定的应用前景.     

2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-C60的合成及在花椰菜花叶病毒启动子DNA传感检测中的应用

通过1,3-偶极[3＋2]环加成反应, 合成了2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-C₆₀吡咯烷衍生物(HMP-C₆₀); 采用红外光谱、 紫外吸收光谱、 元素分析和液相色谱-质谱联用技术对产物的化学结构进行了表征. 基于该衍生物具有功能性的含氮和含氧基团, 通过滴涂法将其修饰在玻碳电极表面上, 并以Zr⁴⁺为桥联试剂将探针DNA通过 5′-PO₄^{3 -}组装到HMP-C₆₀修饰电极表面, 构建了基于HMP-C₆₀修饰电极的电化学DNA传感器. 以[Fe(CN)₆]^3-/4-为电活性探针, 对不同修饰电极进行了电化学表征, 并采用电化学交流阻抗法考察了该传感器对花椰菜花叶病毒(CaMV35S)启动子特征片段的分析性能. 实验结果表明, 在1.0×10^-13 ~ 1.0×10^-9 mol/L浓度范围内, 该电化学传感器电子转移阻抗变化值(ΔR_et)与目标序列浓度对数(lgc_S2)呈现良好的线性关系, 检出限为4.0×10^-14 mol/L (S/N=3). 该传感器能有效识别完全互补序列、 碱基错配序列和非互补序列, 表现出良好的选择性.     

高硫化氢合成气制甲硫醇新型钼基催化剂研究

研究了一系列负载型钼基催化剂催化含高硫化氢合成气制甲硫醇的性能,用XPS和ESR对其进行表征.活性测试显示,钾促进的钼基催化剂催化的反应产物中甲硫醇成为主导产物.几种钼基催化剂合成甲硫醇的活性大小顺序:K₂MoO₄/CoO/SiO₂>K₂MoO₄/SiO₂>MoO₃/K₂CO₃/SiO₂>K₂MoS₄/SiO₂>MoS₂/K₂CO₃/SiO₂.ESR表征显示,反应后的催化剂可以检测到"oxo-Mo(V) "和"thio-Mo(V)"物种.XPS表征显示反应后催化剂中的Mo包含着Mo⁴⁺,Mo⁵⁺和Mo⁶⁺,S包含着S^2-,(S-S)^2-和S⁶⁺三种价态.添加CoO后,"oxo-Mo(V)"含量减少,而"thio-Mo(V)"含量增加,(S-S)^2-物种的生成得到抑制,S^2-物种的量增多.(Mo⁴⁺+Mo⁵⁺)/Mo⁶⁺峰强度比为0.75以及S^2-/(S-S)^2-接近1有利于甲硫醇的生成.本文提出甲硫醇的合成与"Mo-S-K"相关联的反应机理.