有机小分子荧光探针的研究1

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一种小分子荧光探针及其制备方法与应用与流程

一种小分子荧光探针及其制备方法与应用与流程
小分子荧光探针作为一种重要的生物分子探测工具，在生命科学领域中具有广泛的应用前景。

本文将介绍一种新型的小分子荧光探针及其制备方法与应用与流程。

首先，该小分子荧光探针的制备方法非常简单，只需要将荧光染料与一种特殊的载体分子结合即可。

这种载体分子具有良好的生物透性和生物相容性，可以在细胞膜上自发结合，并产生强烈的荧光信号。

其次，这种小分子荧光探针的应用范围非常广泛。

它可以用于细胞分子成像、酶活性检测、蛋白质定位等多种生物学实验中。

例如，它可以用于检测细胞内的一些生物活性分子的水平，如钙离子、离子基团、ATP等，具有高灵敏度和高分辨率。

最后，该小分子荧光探针的实验流程也非常简单。

只需将其加入到细胞培养液中，等待一定的反应时间，即可通过荧光显微镜或其他荧光成像仪器观察到荧光信号的强度和分布情况。

总之，该小分子荧光探针具有制备简单、应用广泛、实验流程简便等优点，将为生命科学研究提供更多的实验工具和方法。

同时，我们也期待该小分子荧光探针在其他领域中的应用，为相关领域的研究带来新的突破。

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分子荧光探针的设计及其在细胞成像中的应用

分子荧光探针的设计及其在细胞成像中的应用荧光探针是一种广泛应用于生命科学、环境科学和材料科学等领域的功能性化合物。

随着现代研究方法的不断发展，传统的染色剂和荧光探针已经无法满足对微小结构和复杂细胞机制的高要求，因此分子荧光探针应运而生。

本文将介绍分子荧光探针的设计和原理，并重点探讨其在细胞成像中的应用。

一、分子荧光探针的设计原理所谓分子荧光探针，就是将某种荧光基团与目标分子相连而制成的一种探针。

分子荧光探针的设计基础是化学反应的原理，而其荧光探针的特殊结构，则是其实现功能的关键所在。

通常而言，荧光探针的设计包括以下几个方面：1. 氨基酸基团的化学反应氨基酸基团的化学反应是实现分子荧光探针对生物分子的特异性辨别的关键。

其中，包括了一些典型的反应如华夫硫酸反应等。

2. 空间构象的影响空间构象的影响通常是通过三维分子构象的压制实现的。

分子内部的静电作用能够使分子的构象大幅改变，从而引起荧光探针发光。

3. 共振能级耦合结构的优化共振能级耦合结构是分子荧光探针设计中的一项关键因素。

通过一些与结构相关的化学反应，能够通过调整探针的共振能级耦合结构，从而赋予其特定的光谱性质。

二、分子荧光探针在细胞成像中的应用分子荧光探针在细胞成像中的应用主要基于其良好的细胞渗透性、高选择性和稳定性。

这种探针可以通过荧光显微镜等非侵入性手段，在细胞层面上实现对生物活体的实时监测。

1. 细胞膜成像分子荧光探针的主要应用是在细胞膜成像方面。

该领域应用的最常见方法是通过化学修饰细胞膜的荧光探针，从而获取细胞膜的直观图像。

这项技术广泛应用于细胞生物学、药物研发和医学等领域。

2. 细胞内成像除了细胞膜成像，分子荧光探针还可以用于细胞内成像。

在这种应用中，可以通过探针对细胞内部荧光的识别，进一步了解细胞的结构和功能。

同时，这些探针还可以通过与生物分子结合，实现对生物分子水平的高灵敏检测。

3. 生物分子成像生物分子成像是分子荧光探针在生命科学中的常见应用之一。

小分子生物硫醇荧光探针研究进展

小分子生物硫醇荧光探针研究进展硫醇分子是一类含有硫原子的有机化合物，具有广泛的生物活性和生物学功能。

很多生物过程中都涉及到硫醇分子的参与，如蛋白质酶催化、细胞代谢和信号传递等。

因此，对硫醇分子的探测和定量分析在生命科学和医学等领域具有重要的意义。

近年来，小分子生物硫醇荧光探针的研究成为生命科学研究的热点之一。

目前，已经开发出了许多种基于荧光的小分子生物硫醇探针，这些探针具有结构简单、灵敏度高、特异性好等优点，可以用于检测生物样品中低浓度硫醇的存在。

下面将对小分子生物硫醇荧光探针的研究进展进行综述。

1. 分子设计策略小分子生物硫醇荧光探针的设计一般基于硫醇与探针之间的反应机理。

目前，单硫质量法和双硫质量法是较为常用的设计策略。

单硫质量法：探针分子中含有硫醇反应部位，硫醇与探针分子反应后形成稳定的荧光产物。

例如，采用NF-kB转录因子结构域中的保守半胱氨酸螯合靶点，结合染料模块得到SsnB探针。

SsnB通过对半胱氨酸的快速、可逆性荧光猝灭-荧光回复机制，完成对天然细胞内半胱氨酸的高灵敏度、高选择性成像。

双硫质量法：探针分子中含有两个硫醇反应部位，当硫醇与探针分子反应后形成荧光产物，这种方法可以减少假阳性反应。

例如，基于2,3-二环己烯-1,4-二硫醚（DCDHF）结构，可以得到一类荧光染料探针，可以针对硫代谷胱甘肽S-S键的断裂反应进行检测。

2. 探针类型小分子硫醇荧光探针的种类繁多，可以根据其化学结构、光学性质和生物应用等方面分为不同的类别。

（1）巴比妥酸探针：巴比妥酸基团在光激发下能够产生强烈的荧光信号，具有高的选择性和灵敏度检测半胱氨酸。

（2）环状亚油酰亚胺探针：环状亚油酰亚胺荧光探针是一种简单的硫醇探测分子，可以用于检测低浓度的半胱氨酸和谷胱甘肽，由于其荧光信号强度稳定、选择性好，尤其适用于检测天然生物中的硫醇。

（3）吲哚酮类探针：吲哚酮是一类常用的荧光染料，可以通过反应产生持久的差异荧光信号。

有机小分子探针

有机小分子探针黄美英 2014010714摘要细胞内生物活性化合物在细胞内作用靶点的确定是化学生物学和药物开发中的关键问题之一。

作为功能蛋白质组学中的一项重要技术, 小分子探针在确定生物活性化合物细胞内作用靶点的研究中扮演着举足轻重的角色。

PH值在生理及病理过程如受体介导的信号传导、酶活性、细胞生长和凋亡、离子运输和稳态调节、钙含量调节、细胞内吞作用、趋化作用、细胞粘附和肿瘤生长等过程中起到非常重要的作用。

本文介绍了几种小分子探针原理，技术和方法，并通过列举近年来该技术应用的成功示例进一步阐明小分子生物活性探针技术的应用原理和重要性。

关键词生物活性化合物；小分子探针；PH值；DNA探针技术一绪论荧光探针是化学传感技术领域在上个世纪八十年代的一项重大发现，目前己有愈来愈多的荧光探针应用于分子水平上进行实时检测。

荧光检测技术由于灵敏度高，操作简便，可视性强，且对细胞、生物体的损伤小，成为了用于临床分析、环境监测、生物分析及生命科学等领域不可缺少的检测工具[1]。

分子荧光探针的检测对象包括各种离子、小分子、自由基、多肽、酶，甚至还包括温度、极性、粘度等。

人们可以使用荧光显微镜、荧光光谱仪、流式细胞仪、荧光活体成像系统等仪器获取荧光探针检测的相关信息，借助荧光成像技术我们能够实时检测活细胞内分子或离子的浓度以及生物大分子结构的变化过程，也可以获得关于生物组织生理代谢过程的相关信息，还可以实现生物活体的荧光成像[2]。

另一方面研究者们能够根据需要设计合成出满足“特定要求”的探针分子，基于此，荧光探针和荧光检测技术在生命科学的发展中起到举足轻重的作用[3]。

通常一个光探针分子由荧光团（Fluorophore）和识别基团（Receptor）通过连接臂（Spacer）以共价键方式连接，荧光团作为信号转换器将识别行为转化为光信号，可以通过荧光的增强或淬灭乃至光谱位移的变化对分析物进行识别。

荧光探针分子具有非常大的可塑性和应用潜力，通过对有机分子结构进行巧妙设计和改造，就能够设计合成出满足各种需要的荧光探针。

有机荧光分子探针

有机荧光分子探针是一类能够在特定条件下（如pH、温度、电压、化学物质或生物大分子存在等）发出荧光的有机化合物。

这些探针广泛应用于生物检测、医学诊断、环境监测和材料科学等领域。

以下是有机荧光分子探针的一些基本特性与应用：
1. 结构多样性：有机荧光分子探针的结构多样，可以通过改变分子中的荧光团、辅助基团和功能团来调整其光学性质，以满足不同应用需求。

2. 选择性：探针的设计通常注重对目标物质的选择性识别。

通过引入特定的识别单元（如生物识别分子、化学传感器等），可以使探针针对特定的分子或反应产生特异性的荧光信号。

3. 灵敏度：荧光探针的灵敏度是指在低浓度下检测目标分子的能力。

高灵敏度的荧光探针可以检测到极低浓度的目标分子，这对于生物医学应用尤为重要。

4. 稳定性：探针在存储和使用过程中应保持稳定，不易分解或失活，以确保荧光信号的准确性和重复性。

5. 生物相容性：在生物医学应用中，荧光探针需要与生物组织相容，不对细胞结构和功能造成不利影响。

有机荧光分子探针的应用包括：
生物成像：在细胞和分子水平上进行成像，用于研究生物过程和疾病机制。

医学诊断：通过荧光信号检测疾病相关分子，如肿瘤标志物、细胞表面受体等。

环境监测：检测环境中的污染物和有害物质，如重金属离子、有机污染物等。

材料科学：用于检测和监控材料制备过程中的各种化学和物理变化。

随着材料科学和化学工程的发展，新型有机荧光分子探针不断被设计和合成，它们在多个领域展现出巨大的潜力和应用价值。

基于有机小分子传感器的生物分子检测方法研究

基于有机小分子传感器的生物分子检测方法研究一、引言生物分子检测方法的研究在科学领域中具有重要意义。

为了实现更为精确和快速的生物分析，科学家们不断探索新的技术和方法。

其中，基于有机小分子传感器的生物分子检测方法备受关注。

本文将主要讨论该方法的研究现状和前景。

二、有机小分子传感器的基本原理有机小分子传感器是一种将有机小分子作为感测元件，可与特定的生物分子相互作用并发生可测量的信号变化的探测器。

其基本原理是利用有机分子的特异性与生物分子结合，并通过适当的检测元件将结合事件转化为对应的信号输出。

三、常见的有机小分子传感器1. 荧光探针：荧光探针是利用有机荧光分子作为探测元件，通过荧光的增强或猝灭来检测生物分子。

这种传感器可以通过改变有机分子的结构或与生物分子相互作用后引起的荧光变化来实现对生物分子的高度敏感检测。

2. 导电聚合物传感器：导电聚合物传感器是利用导电聚合物与目标生物分子发生作用后其电导率的变化来进行检测的。

这种传感器可以通过导电聚合物与生物分子的结合来调控电子转移过程，进而实现对生物分子的定量测量。

3. 表面增强拉曼散射传感器：表面增强拉曼散射传感器利用有机小分子在金属表面的增强效应来实现对生物分子的检测。

通过与纳米颗粒包裹的有机小分子结合后，目标生物分子的拉曼散射信号得到大幅度增强，从而实现对其的高灵敏度检测。

四、研究现状与应用前景1. 研究现状：目前，在有机小分子传感器的研究领域，学术界和工业界都取得了一系列研究成果。

有机小分子传感器在医学生物分析、环境监测、食品安全等领域具有广泛应用前景。

例如，利用有机小分子传感器检测致病菌的存在，可以提供快速筛查和有效控制的手段，有助于提高食品安全水平。

2. 应用前景：随着科学技术不断进步，有机小分子传感器在生物分子检测领域的应用前景仍然广阔。

可以预见，未来有机小分子传感器将在医学、生物学和环境科学等领域中发挥更加重要的作用。

科学家们可以通过改进传感器结构和分子识别机制，提高其灵敏度、选择性和稳定性。

小分子荧光探针简介-肖康

励勤志奋明求德实
小分子荧光探针简介（一）
肖康
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目录
一、发光原理及发光类型二、常见的几种荧光机制三、小分子荧光探针案例
2
一、发光原理及发光类型
3
一、什么是荧光及发光原理
一、发光 (Luminescence)
荧光 (Fluorescence) 磷光 (Phosphorescence) 化学发光 (chemiluminescence)
Excited
2、双光子发光
吸收两个光子，发射一个光子；激发光波长大于发射光波长；反Stokes定律，蓝移。
Ground
单光子
3、上转换发光
掺杂稀土离子的化合物中；稀土金属独特光学性质；反Stokes定律，蓝移。
双光子
上转换
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双光子荧光探针（Two-photon）
昂贵的飞秒脉冲激光器
1、荧光一种光致发光的冷光现象。经入射光照射，外层电子从基态跃迁到激发态，当恢复到基态时能量已光能形式释放，成为荧光。荧光寿命≤10-8s。 2、磷光一种缓慢的光致发光的冷光现象。磷光寿命≥10-8s。
3、化学发光
4
一、什么是荧光及发光原理
1、单光子发光
最常见的发光方式；吸收一个光子，发射一个光子；符合Stokes位移定律，红移；激发光波长小于发射光波长。
aa
双光子荧光团
双光子：λex = 750 nm, band at 540 nm
c
d b
λex = 405 nm, λem = 540 nm 体外分析数据采用单光子测试
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上转换发光材料（UCNPs）
迄今为止，上转换发光都发生在掺杂稀土离子的化合物中

有机小分子荧光探针与材料

有机小分子荧光探针与材料
有机小分子荧光探针是一种能够产生荧光信号的有机分子，通常用于生物分子的检测和成像。

它们具有高灵敏度、高选择性、低毒性和易于合成等优点，因此在生物医学、环境监测和材料科学等领域得到了广泛的应用。

有机小分子荧光探针的设计和合成通常基于荧光团和识别基团的结合。

荧光团是产生荧光信号的部分，通常是含有共轭双键的芳香族化合物。

识别基团是能够与目标分子特异性结合的部分，可以是氨基酸、核苷酸、糖类、生物碱等。

有机小分子荧光探针的应用非常广泛。

在生物医学领域，它们可以用于检测蛋白质、核酸、细胞、细胞器等生物分子，以及监测生物体内的代谢过程和药物代谢等。

在环境监测领域，它们可以用于检测水中的重金属离子、有毒有害物质等。

在材料科学领域，它们可以用于检测材料的表面性质、分子结构等。

近年来，随着材料科学的发展，有机小分子荧光探针也被广泛应用于材料的研究中。

例如，利用荧光探针可以研究材料的光吸收、荧光发射、能量转移等性质，以及材料表面的化学反应等。

此外，荧光探针还可以用于制备荧光材料，如荧光染料、荧光纳米材料等。

总之，有机小分子荧光探针是一种非常有用的工具，在生物医学、环境监测和材料科学等领域都有广泛的应用前景。

随着材料科学的不断发展，荧光探针在材料研究中的应用也将不断拓展和深化。

荧光性有机小分子材料在生物医学中的应用研究

荧光性有机小分子材料在生物医学中的应用研究荧光性有机小分子材料是指具有荧光性质的分子材料，它们在吸收特定波长的光后能够发射特定波长的荧光，因此被广泛应用于生物医学研究中。

在这篇文章中，我们将介绍荧光性有机小分子材料在生物医学领域中的应用与研究进展。

1. 生物成像荧光成像技术是目前生物医学领域研究的主要方法之一。

荧光性有机小分子材料具有较高的荧光量子产率和化学稳定性，其发射光谱可以通过调整分子结构进行调控。

因此，荧光性有机小分子材料成为了生物医学领域中广泛应用的荧光探针。

借助荧光性有机小分子材料，可以实现生物样品的高分辨率成像、无创活体成像、多模态成像等应用。

例如，研究人员可利用荧光性有机小分子材料对小鼠等动物进行生物成像，以研究动物的器官结构、生理功能及疾病状况等。

同时，荧光性有机小分子材料还可用于研究细胞内交互作用等生物过程。

2. 生物传感荧光性有机小分子材料还被广泛应用于生物传感领域。

在细胞生物学、分子医学以及药学中，往往需要检测特定的生物大分子，如蛋白质、酶、核酸等，荧光性有机小分子材料在这些生物大分子的检测中，展现出了优异的特性。

荧光性有机小分子材料可以作为分子传感器，根据不同分子的特异性作用，发生特定的结构、荧光信号变化，实现对特定生物分子的检测和定量分析。

这种传感技术可以用于快速筛选抗癌药物、检测RNA表达水平、生物代谢动力学等领域。

3. 刺激响应荧光性有机小分子材料还具有刺激响应能力，诸如光、电、热、酸碱等不同刺激可引起分子结构的变化，从而使分子的荧光性质发生变化。

这种特性使得荧光性有机小分子材料成为了先进的检测方法。

比如，利用荧光性有机小分子材料，可以研究细胞内的钙离子含量、PH值等参数的变化，有效地探究肿瘤细胞的诊断和治疗。

该类材料还可用于设计新型荧光分子交互材料、智能荧光传感器、高通量药物筛选器等高效诊断平台。

总之，荧光性有机小分子材料已被广泛应用于生物医学研究中，其丰富的特性探究和材料制备不断推动其在实际应用中的广泛推广。

小分子g-四链体荧光探针

小分子g-四链体荧光探针小分子g-四链体荧光探针是一种新型的荧光探针，以其高灵敏度、高特异性和易于修饰等优点在生物检测领域受到广泛关注。

本文将详细介绍小分子g-四链体荧光探针的原理、应用以及未来发展前景。

一、小分子g-四链体荧光探针的原理g-四链体是一种具有特殊结构的核酸分子，由两个相互作用的DNA双链组成，形成一个稳定的发夹状结构。

在特定条件下，g-四链体可以猝灭荧光团，从而实现对生物小分子的灵敏检测。

小分子g-四链体荧光探针利用这一原理，通过设计特定的核酸序列，使荧光团与g-四链体结合，从而实现对目标分子的检测。

二、小分子g-四链体荧光探针的应用1.生物传感器：小分子g-四链体荧光探针可作为一种高灵敏度的生物传感器，用于检测各种生物小分子，如金属离子、氨基酸、核苷酸等。

2.疾病诊断：利用小分子g-四链体荧光探针的高特异性，可以用于疾病相关生物标志物的检测，为临床诊断提供便捷、灵敏的方法。

3.环境监测：小分子g-四链体荧光探针可用于环境中有害物质的检测，如重金属、农药等，为环境保护提供技术支持。

4.生物成像：小分子g-四链体荧光探针可以用于活体生物成像，实现对细胞、组织内部结构的实时观察。

三、未来发展前景1.探针优化：通过进一步优化核酸序列设计和荧光团的选择，提高小分子g-四链体荧光探针的灵敏度和特异性，使其在更广泛的生物检测领域得到应用。

2.多功能探针：开发具有多种功能的小分子g-四链体荧光探针，如信号放大、光激活、温度敏感等，以满足不同应用场景的需求。

3.生物传感器的集成：将小分子g-四链体荧光探针与其他生物传感器集成，构建高性能的生物检测平台，实现对多种目标分子的快速、准确检测。

4.临床应用：随着小分子g-四链体荧光探针技术的不断发展，其在临床诊断、治疗监测等方面的应用前景广阔。

总之，小分子g-四链体荧光探针作为一种新型生物检测方法，具有巨大的应用潜力。

通过对探针原理的深入研究和对检测技术的不断创新，小分子g-四链体荧光探针将在生物科学、医学、环境监测等领域发挥重要作用。

新型有机小分子在生化荧光探针中的应用

新型有机小分子在生化荧光探针中的应用有机小分子是广泛应用于各种生物领域的一种化学物质，具有一定的生物活性和分子识别能力。

在生化荧光探针中，有机小分子可以作为荧光染料，与生物分子结合形成复合物，发挥荧光作用，从而完成生物分子的检测和定量分析。

新型有机小分子作为荧光探针在生物学、医学等领域的应用越来越广泛。

一、有机小分子在生化荧光探针中的优势1. 可控性好有机小分子的结构可以通过化学合成进行精细调控，具有较强的可控性。

通过调整有机小分子的化学结构和配位基团，可以使其与特定的生物分子发生选择性、高亲和力的相互作用。

2. 易于标记与蛋白质、核酸等大分子相比，有机小分子具有相对较小的分子量，因此易于标记。

将有机小分子与荧光基团结合后，可以通过荧光显微镜等手段直接观察其与生物分子的相互作用。

3. 光学性质优异有机小分子的光学性质在一定程度上决定了其作为荧光探针的使用效果。

一些新型有机小分子具有较高的荧光量子产率、良好的荧光稳定性和响应速度，可以用于高灵敏度、高选择性的生物分子检测。

二、新型有机小分子的应用前景1. 荧光探针新型有机小分子作为荧光探针，在生物分子的检测和定量分析上具有广泛的应用前景。

例如，近年来研究人员发现了一类新型的有机小分子，称为悠闲蓝（leisure blue），具有发射波长可调、荧光强度高、环境敏感等特点。

悠闲蓝可以用于活细胞荧光成像和标记蛋白质等生物分子，具有广泛的应用前景。

2. 生化传感器新型有机小分子还可以作为生化传感器应用于生物分子的检测等领域。

例如，近年来研究人员合成了一种新型的生化传感器，称为BTXB，可以检测细胞内钙离子浓度。

BTXB是一种由氮、硫、硒构成的有机小分子，具有高灵敏度、高选择性和长时间稳定性的特点，可以用于生物医学研究和药物开发。

三、新型有机小分子的合成方法要合成具有一定生物活性和分子识别能力的有机小分子，需要进行精细的化学合成。

近年来，研究人员提出了一系列新型有机小分子的合成方法，以满足生化荧光探针等需要。

荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展

第４２卷第１期Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．１２０２１青岛理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展纪雪峰，单　斌，王莎莎，马继平（青岛理工大学环境与市政工程学院，青岛２６６０３３）摘　要：重金属离子广泛存在于自然环境中，对环境质量和人体健康有显著影响．荧光探针在分析物检测方面具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点．因此，利用荧光探针法来检测重金属离子是一种有效的分析手段．综述了近年来可以应用于水溶液中汞、镉、铅、铬等重金属离子检测的有机小分子荧光探针和纳米荧光探针的研究现状，并展望了该领域的发展趋势和应用前景．关键词：重金属离子；荧光探针；纳米颗粒；水体中图分类号：Ｘ１３２文献标志码：Ａ文章编号：１６７３４６０２（２０２１）０１０１０９１０收稿日期：２０２００８２９基金项目：国家自然科学基金资助项目（２１８０８１１８）；山东省自然科学基金资助项目（ＺＲ２０１８ＢＢ０６５）；青岛市博士后应用研究项目（２０１８１０２）；青岛理工大学环境与市政工程学院开放课题（ＱＵＴＳＥＭＥ２０１９０８）作者简介：纪雪峰（１９９６），女，山东青岛人．硕士，研究方向为环境分析化学．Ｅｍａｉｌ：ｊｉｘｕｅｆｅｎｇ２０１８＠１６３．ｃｏｍ．通信作者：马继平（１９７２），女，河北南宫人．博士，教授，主要从事环境污染物分析测试新技术等方面的研究．Ｅｍａｉｌ：ｍａｊｉｐｉｎｇ２０１２＠１６３．ｃｏｍ．犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊犲犪狉犮犺狆狉狅犵狉犲狊狊狅犳犳犾狌狅狉犲狊犮犲狀狋狆狉狅犫犲犻狀狋犺犲犱犲狋犲犮狋犻狅狀狅犳犺犲犪狏狔犿犲狋犪犾犻狅狀狊犻狀狑犪狋犲狉ＪＩＸｕｅｆｅｎｇ，ＳＨＡＮＢｉｎ，ＷＡＮＧＳｈａｓｈａ，ＭＡＪｉｐｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｗｉｄｅｌｙｅｘｉｓｔｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｈａｖｅａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｑｕａｌｉｔｙａｎｄｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ．Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｈａｖｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ｇｏｏｄｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｉｍｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎａｎａｌｙｔｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｕｓｅｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｍｅｔｈｏｄｔｏｄｅｔｅｃｔｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓａｎｄｎａｎｏｍｅｔｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｍｅｒｃｕｒｙ，ｃａｄｍｉｕｍ，ｌｅａｄａｎｄｃｈｒｏｍｉｕｍｉｎｗａｔｅｒｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅａｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎ；ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅ；ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ；ｗａｔｅｒｂｏｄｙ随着经济的快速发展，工业生产中污染物的排放量不断增加，导致重金属污染问题越来越严重，不仅影响环境质量，还会对人体健康产生极大损害．尤其是生物毒性较大的汞、镉、铅、铬的污染，它们在水体中不能被分解，且微量就具有较高的毒性，会对人体的神经系统、消化系统、免疫系统及肾脏肝脏等造成较大危害［１４］．此外，铜、铁、锌等人体所必需的微量元素，过量的摄入同样会对机体产生严重的损害，引起阿尔茨海默病、帕金森病等一系列疾病［５６］．因此，对重金属离子的检测具有重要意义．常规检测重金属离子的方法有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子青岛理工大学学报第４２卷体质谱法等［７８］．虽然这些方法能较为准确地检测出金属离子的含量，但所需的仪器设备昂贵，操作复杂，且需要繁杂的样品前处理过程．可见紫外分光光度法和电化学分析法仪器设备简单，也可以用于金属的分析，但是可见紫外分光光度法测定金属选择性不好、灵敏度不高；电化学分析法存在电极衰减引起的重现性差等局限性．分子荧光法具有检测速度快、灵敏度高、选择性好、操作简单、成本低廉等特点，利用荧光探针检测重金属离子是一种便捷有效的方法．目前荧光探针主要应用于生物和环境领域，因此能够在水溶液中进行识别才具有更高价值．关于金属离子荧光探针的综述已有一些报道［９１０］，但多是基于其中一种类型的荧光探针做的总结．本文从有机小分子荧光探针及纳米材料荧光探针两方面综述近几年来两种探针在水溶液中重金属离子检测中的研究现状．１　有机小分子荧光探针的应用研究图１　荧光探针的结构典型的有机小分子荧光探针一般由识别基团、荧光基团和连接基团三部分组成（图１）．由于荧光基团与识别基团的连接方式不同，使得荧光探针的识别机理也不尽相同．常见的重金属离子荧光探针识别机理主要包括：光诱导电子转移（ＰＥＴ）、分子内电荷转移（ＩＣＴ）、荧光共振能量转移（ＦＲＥＴ）以及激基缔合物（Ｅｘｃｉｍｅｒ）等［１１１２］．目前对于可以选择性检测某种离子的有机荧光探针的研究已有很多的文献报道，主要包括罗丹明类、喹啉类、香豆素类、荧光素类、萘酰亚胺类等，不同类型的荧光探针在重金属离子检测领域得到应用．１．１　罗丹明类罗丹明类因具有良好的荧光性能和光稳定性，较高的荧光量子产率和水溶性，以及独特的螺内酰胺开环荧光增强响应，是制备荧光增强型探针的良好选择，也是目前为止研究最多的一类荧光探针．ＳＵＮＮＡＰＵ等［１３］以罗丹明６Ｇ肼和３，４二甲氧基苯甲醛为原料合成了一种新型荧光比色探针１（图２）．在乙腈／水（体积比２∶８）溶液中，探针１对Ｃｒ３＋表现出高选择性和灵敏度识别，加入Ｃｒ３＋后，在５５４ｎｍ处出现一个新的发射带，荧光强度增加１００倍以上，而ＥＤＴＡ的加入可使荧光猝灭，说明识别过程是可逆的．该探针的检出限达到１．７８×１０－８ｍｏｌ／Ｌ．图２　荧光探针１的结构图３　荧光探针２的结构曾竟等［１４］则合成一种可以在双波长下检测Ｆｅ３＋的罗丹明类荧光探针（图３）．在乙醇／水（体积比１∶１）溶液中，加入Ｆｅ３＋后溶液由无色变为红色，而荧光强度则出现两种相反的变化．当激发波长为３５０ｎｍ时，在５０８ｎｍ处发生了荧光猝灭现象，而当激发波长为５３０ｎｍ时，则在５８２ｎｍ处出现明显的荧光增强现象，且两种荧光强度的变化均与Ｆｅ３＋的浓度在一定范围内具有良好的线性关系，检出限分别为４．５６×１０－６，７．４×１０－７ｍｏｌ／Ｌ．０１１第１期纪雪峰，等：荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展比率型荧光探针，是通过两处荧光强度变化的比值来对金属离子的浓度进行检测，在实际应用中可减弱其他环境因素的干扰．陈家逸等［１５］设计了一种萘酰亚胺罗丹明Ｂ荧光探针３可对Ｈｇ２＋实现比率荧光检测（图４）．在甲醇／乙腈／ＨＥＰＥＳ缓冲液（体积比８∶１∶１）中，基于荧光共振能量转移机理，Ｈｇ２＋浓度的增加使探针在５４０ｎｍ处的荧光强度减弱，在５８０ｎｍ处出现新的发射峰且荧光强度逐渐增加，两处荧光强度的比值（犉５８０／犉５４０）与Ｈｇ２＋浓度呈良好的线性关系，检出限为１．０５×１０－８ｍｏｌ／Ｌ．由于Ｈｇ２＋还能引起探针荧光颜色从绿色到橙色的变化，作者还用含有该探针的滤纸检测了湖水水样中Ｈｇ２＋浓度引起的比色响应，结果可靠．具有检测多种离子功能的荧光探针在应用中更具优势．ＬＩ等［１６］设计合成了一种基于罗丹明衍生物的双功能探针（图５），对Ｐｂ２＋具有荧光增强响应，还可通过颜色的变化检测Ｃｕ２＋．在含１％乙腈的ＨＥＰＥＳ缓冲液中，Ｐｂ２＋的加入可以引起荧光强度显著增加，但Ｃｒ３＋，Ｈｇ２＋和Ｃｕ２＋的共存会使荧光强度降低３０％～５０％；而Ｃｕ２＋浓度的增加会引起５６７ｎｍ处吸光度的增加以及颜色从无色到淡紫色的变化．探针４对Ｐｂ２＋和Ｃｕ２＋的检出限分别为２．５×１０－７，５．８×１０－７ｍｏｌ／Ｌ．图４　荧光探针３的结构图５　荧光探针４的结构１．２　香豆素类香豆素的母体本身不具荧光，但通过引入吸电子基团、供电子基团可形成含有推拉电子体系的荧光团，因其容易修饰且具有高量子产率、大斯托克斯位移及光稳定性好等优势，被用于荧光探针的合成研究．ＳＨＡＩＬ等［１７］合成了一种香豆素类荧光猝灭型分子探针５（图６），用于Ｐｂ２＋的检测．在磷酸缓冲液中，只有Ｐｂ２＋的加入可以使荧光发生猝灭，同时产生颜色的变化．实验表明，Ｐｂ２＋与探针５形成１∶１的络合物，检出限达到１．９×１０－９ｍｏｌ／Ｌ．另外，作者还将该探针溶液涂在测试带上用于金属离子的检测，发现Ｐｂ２＋使测试带变为亮黄色且在紫外灯照射下无荧光．图６　荧光探针５的结构图７　荧光探针６的结构１１１青岛理工大学学报第４２卷王海娜等［１８］以香豆素为荧光基团、以酰腙为识别基团合成了２种检测Ｃｕ２＋的荧光探针６ａ，６ｂ（图７）．在ＤＭＳＯ／Ｈ２Ｏ（体积比９∶１）溶液中，基于光诱导电子转移机理，随着Ｃｕ２＋浓度的增加，两种探针在５２９ｎｍ处的荧光强度呈下降趋势，且当加入１倍量的Ｃｕ２＋时荧光完全猝灭．其中探针６ａ的荧光强度可以在加入ＥＤＴＡ后恢复，表明探针与Ｃｕ２＋的结合是可逆的．两种探针对Ｃｕ２＋的检出限达到１．０×１０－９ｍｏｌ／Ｌ．图８　荧光探针７的结构刘琪梦等［１９］则通过引入三羟基作为识别基团合成了可用于纯水中检测Ｆｅ３＋的香豆素类荧光探针７（图８）．探针７对Ｆｅ３＋具有高选择性，且响应迅速，加入Ｆｅ３＋后荧光在２ｍｉｎ内被猝灭，猝灭机理与Ｆｅ３＋的顺磁性有关，其他金属离子的存在无干扰．该探针对Ｆｅ３＋的检出限为１．１６×１０－６ｍｏｌ／Ｌ．１．３　喹啉类喹啉及其衍生物是一种良好的金属离子螯合剂，且喹啉本身具有刚性结构、大共轭体系和较好的水溶性，因此容易与金属离子络合，适合作为荧光增强型分子探针用于金属离子的检测．ＸＵ等［２０］通过５羟甲基８羟基喹啉和２，６二氯甲基吡啶反应合成了荧光探针８（图９）．探针８在不同缓冲液（ＴｒｉｓＨＣｌ，ＨＥＰＥＳ，ＰＢＳ）及纯水中均能对Ｃｄ２＋表现出良好的选择性荧光增强响应，检测的灵敏度也较高，检出限分别为２．３０１×１０－７，２．３８９×１０－７，３．２６１×１０－７和２．１６５×１０－７ｍｏｌ／Ｌ．ＶＥＬＭＵＲＵＧＡＮ等［２１］以３甲酰基２羟基喹啉和邻苯二胺为原料通过一步反应合成了荧光探针９（图１０）．该探针对Ｚｎ２＋具有专一的选择性和灵敏度，在乙腈／水（体积比１∶１）溶液中加入Ｚｎ２＋后，溶液表现出明显的颜色变化和荧光增强现象．图９　荧光探针８的结构图１０　荧光探针９的结构图１１　荧光探针１０的结构ＳＨＩ等［２２］则合成了一种基于喹啉的双光子荧光探针１０（图１１），对Ｃｄ２＋表现出优良的选择性和高灵敏度的荧光增强反应．在乙醇／水（体积比２∶８）溶液中随着Ｃｄ２＋浓度的增加，原本在４０７ｎｍ处的发射带逐渐消失，在５００ｎｍ处出现一个新的显著增强的发射带，且在４３９ｎｍ处形成了一个清晰的等发射点，这是由于探针与Ｃｄ２＋形成的络合物发生了分子内电荷转移．该探针的检出限为２．３６３×１０－８ｍｏｌ／Ｌ．过去几十年有关有机小分子荧光探针的研究已经有很多报道，除上述几种类型外，还有荧光素、萘酰亚胺、卟啉、氟硼二吡咯等其他类型的有机荧光探针也在重金属检测中被应用．表１总结了用于水体及细胞成像中重金属检测的小分子荧光探针的文献报道．２１１第１期纪雪峰，等：荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展表１　用于水体及细胞中重金属离子检测的有机小分子荧光探针类型检测离子λｅｘ，ｅｍ／ｎｍ荧光响应ＬＯＤ／（ｍｏｌ·Ｌ－１）检测体系实际应用参考文献Ｈｇ２＋４４０，５８０比率１．１×１０－８甲醇／乙腈／ＨＥＰＥＳ制备成试纸［１５］Ｃｒ３＋４９０，５５４增强１．８×１０－８乙腈／水细胞成像［１３］罗丹明类Ｃｒ３＋５２５，５９０增强２．３×１０－８ＴｒｉｓＨＣｌ细胞成像、河水、自来水［２３］Ｆｅ３＋５００，５６０增强１．９×１０－８蒸馏水细胞成像［２４］Ｐｂ２＋４８３，５７６增强２．５×１０－７含１％乙腈的ＨＥＰＥＳ细胞成像［１６］Ｃｕ２＋５１５，５８５增强１．１×１０－７乙腈／水细胞成像、饮用水［２５］Ｐｂ２＋３９０，４６２猝灭１．９×１０－９磷酸缓冲液涂在ＴＣＬ板上用于检测［１７］Ｃｕ２＋４４５，５２９猝灭１．０×１０－９ＤＭＳＯ／水—［１８］香豆素类Ｆｅ３＋４００，４７１猝灭２．２×１０－８水细胞成像［２６］Ｈｇ２＋５０８，５７８增强５．５×１０－９乙腈／水细胞成像［２７］Ｚｎ２＋３９７，４４４增强９．４×１０－８ＨＥＰＥＳ细胞成像［２８］４００，４５０增强９．１×１０－８ＨＥＰＥＳ细胞成像［２８］Ｚｎ２＋３８０，４２５增强—乙腈／水自来水、石榴汁、市售药片［２１］Ｃｕ２＋３５２，６２３增强８．１×１０－９ＤＭＳＯ／水细胞成像［２９］喹啉类Ｈｇ２＋２４３，４１５猝灭９．８×１０－７去离子水细胞成像［３０］Ｃｄ２＋２４３，４１５增强３．９×１０－８去离子水细胞成像［３０］Ｃｄ２＋３２５，５００增强２．４×１０－８乙醇／水细胞成像［２２］Ｃｄ２＋３０２，４２８增强２．２×１０－７水—［２０］２　纳米荧光探针的应用研究随着纳米技术的快速发展，将纳米材料用于荧光探针的构建受到了越来越多的关注．与传统的荧光染料相比，荧光纳米材料不仅有较高的荧光强度和良好的光稳定性，同时还具有纳米材料所特有的小尺寸效应、量子效应和表面效应等特性，可以弥补传统荧光染料的不足．目前，研究比较多的荧光纳米材料主要包括金属纳米材料、半导体量子点、碳点及金属有机骨架材料等，在重金属离子检测方面有应用研究报道．２．１　金属纳米材料金属纳米材料包括金属纳米粒子和由１０～１００个金属原子组成的金属纳米簇，其常用的金属主要有金、银、铜等．其中金属纳米粒子主要通过与荧光物质间的荧光共振能量转移作用使荧光物质发生荧光猝灭来实现荧光检测．而金属纳米簇是自身具有荧光发射，其与待测物的相互作用可使荧光性质发生改变，从而可用于荧光探针的构建．本课题组制备了一种水溶性的金纳米粒子可以用于水中Ｃｕ２＋的荧光检测［３１］．通过将异硫氰酸荧光素（ＦＩＴＣ）加入到柠檬酸盐改性的ＡｕＮＰｓ中，合成了ＦＩＴＣＡｕＮＰｓ，由于两者间形成了ＦＲＥＴ系统使得ＦＩＴＣ的荧光被极大地猝灭，而半胱氨酸的加入可以取代ＦＩＴＣ与ＡｕＮＰｓ形成比ＡｕＳＣＮ亲和力更强的３１１青岛理工大学学报第４２卷ＡｕＳ键从而将ＦＩＴＣ释放出来使其荧光恢复．但当Ｃｕ２＋存在时，Ｃｕ２＋可以催化半胱氨酸被氧气氧化生成二硫胱氨酸，而二硫胱氨酸不能置换出ＦＩＴＣ．因此，在半胱氨酸存在的条件下随着Ｃｕ２＋浓度的增加，ＦＩＴＣＡｕＮＰｓ在溶液中的荧光强度会降低，且存在良好的线性关系，可以实现Ｃｕ２＋的定量检测，检出限达到３．７×１０－１０ｍｏｌ／Ｌ．在桶装矿泉水中加入Ｃｕ２＋进行检测，检出限为６．４×１０－１０ｍｏｌ／Ｌ．与金属纳米粒子相比，金属钠米簇因具有粒径小、荧光强、稳定性好以及核壳结构等特性在荧光探针方面的应用更多．ＺＨＡＮＧ等［３２］以胞嘧啶为稳定剂制备了金纳米簇作为检测Ａｇ＋和Ｈｇ２＋的双功能荧光探针．在ＡｕＮＣｓ溶液中加入Ａｇ＋会形成ＡｕＡｇＮＣｓ使荧光增强，而在ＡｕＡｇＮＣｓ溶液中再加入Ｈｇ２＋则会引起荧光猝灭，响应速度快且稳定，推测其机理与ＡｇＡｕ金属键和Ｈｇ２＋Ａｇ＋高亲和金属键的相互作用有关．该探针对Ａｇ＋和Ｈｇ２＋的检出限分别为１．０×１０－８和３．０×１０－８ｍｏｌ／Ｌ，将其用于湖水样品的检测结果显示，对Ａｇ＋的测定结果与给定浓度之间的相对误差小于５％，对Ｈｇ２＋的检测回收率为９７．７％～９９．３％．ＰＥＮＧ等［３３］则以甲硫氨酸做稳定剂制备了一种金纳米簇作为荧光增强型探针检测Ｃｄ２＋．实验表明只有Ｃｄ２＋的加入会使溶液荧光增强，推测是由于Ｃｄ２＋与配体上的氨基或羧基螯合使ＡｕＮＣｓ聚集所致，其他金属阳离子和阴离子均无响应．该方法的检出限为１．２２５×１０－８ｍｏｌ／Ｌ，对自来水、湖水和奶粉样品的分析发现平均回收率在９５．３３％～１０６．２１％．与金银纳米簇相比制备铜纳米簇所需的前驱体更丰富且成本更低．ＨＵ等［３４］以谷胱甘肽（ＧＳＨ）作为还原剂和稳定剂制备了铜纳米簇（ＧＳＨＣｕＮＣｓ）检测Ｈｇ２＋．Ｈｇ２＋的加入与配体表面的羧基和巯基发生反应诱导了ＣｕＮＣｓ的聚集从而使荧光猝灭，检出限为３．３×１０－９ｍｏｌ／Ｌ．该方法对自来水、嘉陵江水及大米中Ｈｇ２＋的测定结果与氢化物发生原子荧光光谱法测定结果吻合度较好．２．２　半导体量子点半导体量子点一般由ＩＩＶＩ族或ＩＩＩＶ族的元素组成，是粒径在１～１０ｎｍ的零维纳米材料，由于其粒径小于或者接近激子半径，因此表现出量子限制效应使连续的能带结构变成分立状态，在被激发后可发射荧光．其独特的量子尺寸效应，使其光谱具有可控性，同时存在激发波长范围宽、发射光谱窄且对称的特性．目前报道的该类荧光探针多为ＣｄＸ（Ｘ＝Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓ）量子点，通过不同的物质对量子点表面进行修饰来增加其水溶性及对金属离子的选择性．高雪等［３５］用巯基乙酸作稳定剂合成了ＣｄＴｅ量子点，然后通过乙二胺四乙酸钠（ＥＤＴＡ）与Ｃｄ２＋的络合作用对量子点的表面进行了化学蚀刻，形成Ｃｄ２＋空腔使荧光猝灭，以此作为一种Ｃｄ２＋增强型荧光探针，检出限为１．０×１０－９ｍｏｌ／Ｌ．用于自来水和海水水样中Ｃｄ２＋的检测，回收率为９７％～１０８％．将有机荧光团连接到量子点上是制备比率型纳米探针的一种简单有效的方法．ＭＡ等［３６］将具有绿光发射的咪唑荧光团（ＰＩＰＴ）螯合到有红光发射的ＣｄＴｅ＠ＳｉＯ２量子点表面，作为一种比率型纳米探针ＰＩＰＴＣｄＴｅ＠ＳｉＯ２ＱＤｓ用来检测Ｈｇ２＋．由于ＰＩＰＴ与Ｈｇ２＋存在强螯合作用，加入Ｈｇ２＋后ＰＩＰＴ的荧光被猝灭，但ＣｄＴｅ量子点对Ｈｇ２＋不敏感荧光不变，因此出现荧光比值的变化，该方法对Ｈｇ２＋的检出限为６．５×１０－９ｍｏｌ／Ｌ，用于自来水和湖水水样回收率为９６．３％～１０７．０％．２．３　碳点碳点是以碳为基础的粒径小于１０ｎｍ的零维碳纳米材料，具有荧光性质，因具有水溶性好、光稳定性高、原料成本低、制备过程简单、易功能化、毒性低及发射光谱可调等优点，可用于催化、荧光检测、生物成像等领域，是一种较为理想的构建荧光纳米探针的材料．ＺＨＡＮＧ等［３７］以天冬氨酸和碳酸氢铵为原料通过微波辅助热解法一步合成了石墨烯量子点（ＧＱＤｓ），可用于检测水中的Ｆｅ３＋．选择性实验显示在Ｆｅ３＋，Ｆｅ２＋，Ｈｇ２＋，Ｃａ２＋，Ｂａ２＋，Ｃｕ２＋，Ｍｎ２＋，Ｍｇ２＋，Ｎｉ２＋，Ａｇ＋中只有Ｆｅ３＋会使荧光明显猝灭，因为Ｆｅ３＋会与ＧＱＤｓ表面的酚羟基络合导致电子跃迁到Ｆｅ３＋的ｄ轨道，从而引起荧光猝灭．该探针的检出限为２．６×１０－７ｍｏｌ／Ｌ．ＧＥＤＤＡ等［３８］则以虾壳为原料制备了一种低成本、响应速度快、选择性和灵敏度高的绿色荧光碳点（ＣＤ），基于Ｃｕ２＋与ＣＤ表面氨基的配位作用形成铜胺络合物及内过滤效应使荧光发生猝灭，可对水中Ｃｕ２＋进行检测，检出限为５．０×１０－９ｍｏｌ／Ｌ．４１１第１期纪雪峰，等：荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展碳点荧光探针对金属离子的选择性识别除上述通过ＣＤ表面官能团直接识别外，还可通过配体对ＣＤ的修饰提高选择性以及ＣＤ与其他物质结合形成复合物来提高识别能力．ＸＵ等［３９］合成了一种经胸腺嘧啶（Ｔ）修饰的ＣＤ，用于检测Ｈｇ２＋．通过形成ＴＨｇ２＋Ｔ结构使ＣＤｓＴ聚集，导致荧光强度降低．荧光探针ＣＤｓＴ对Ｈｇ２＋的检出限为９．３×１０－１０ｍｏｌ／Ｌ，用于自来水与池塘水水样的检测，回收率为９７．２％～１０３．７％．２．４　金属有机骨架材料金属有机骨架材料（ＭＯＦｓ）是由金属离子和有机配体自组装形成的多孔材料，具有尺寸、结构可调性，在催化、吸附、气体储存与分离等方面具有良好的应用前景．本课题组制备了磁性ＭＯＦｓ及ＭＯＦ混合基质膜等复合ＭＯＦｓ材料，作为吸附剂去除环境中的污染物或作为色谱分析样品前处理的富集吸附材料［４０４３］．ＭＯＦｓ材料也具有优异的发光特性，可作为新型纳米荧光材料用于重金属离子的检测．ＲＵＤＤ等［４４］通过引入荧光团和功能化的二羧酸酯连接体合成了一系列ＭＯＦｓ材料（ＬＭＯＦ２６１，２６２，２６３），用于检测和去除水中重金属离子．研究发现ＬＭＯＦ２６３可在很低的浓度下（３．３×１０－９，１．９７×１０－８ｍｏｌ／Ｌ）检测Ｈｇ＋和Ｐｂ２＋．另外，ＬＭＯＦ２６３还可以对Ｈｇ＋进行吸附，在３０ｍｉｎ内去除率达到９９．１％．目前报道的ＭＯＦｓ荧光探针多为荧光猝灭型，易受周围环境因素影响，相比之下荧光增强型及比率型探针能更好地应用于水中重金属离子的检测．ＣＨＥＮ等［４５］制备了含卟啉基团的金属有机骨架材料ＰＣＮ２２２Ｐｄ（Ⅱ）对水溶液中的Ｃｕ２＋表现出荧光增强响应．Ｃｕ２＋的加入取代了与卟啉中氮原子螯合的钯离子，将钯离子置换出来并还原成钯纳米粒子从而催化了Ｈｅｃｋ反应，使苯胺转化为具有荧光的吲哚产物，产生荧光增强响应．检出限为５．０×１０－８ｍｏｌ／Ｌ．ＷＡＮＧ等［４６］则合成了一种具有双发射峰的ＭＯＦｓ作为比率型荧光探针检测Ｃｕ２＋．加入Ｃｕ２＋后，Ｅｕ（ＩＩＩ）复合物的中心Ｅｕ３＋被Ｃｕ２＋取代导致荧光发生猝灭，而荧光素异硫氰酸酯（ＦＩＴＣ）的荧光信号不变可作为参考，呈现出比值荧光响应．该探针对Ｃｕ２＋的检测灵敏度很高，检出限达到１．０×１０－１０ｍｏｌ／Ｌ，且在人血清样本、黄河水及自来水样品中１．０×１０－１０ｍｏｌ／Ｌ的Ｃｕ２＋也可以被检测到，证明了这种探针的可行性．稀土有机骨架荧光探针由于稀土离子自身的特性和配体向稀土离子的能量转移而呈现的发光现象，使其在荧光分析检测方面得到应用．ＸＩＡ等［４７］采用溶剂热法合成了以稀土离子为中心的ＭＯＦｓ可用于水溶液中Ｈｇ２＋的检测．向溶液中加入Ｈｇ２＋后，由于Ｈｇ２＋与配体的相互作用显著影响了配体向中心Ｔｂ３＋的能量转移从而发生荧光猝灭，检出限为４．４×１０－９ｍｏｌ／Ｌ．将该方法用于河水、饮用水和自来水水样的检测，相对标准偏差小于４．８０％．除上述几类纳米荧光探针外，还有磁性纳米粒子、硅纳米材料以及纳米纤维素等也被用于重金属离子荧光探针的构建．表２总结了用于水中重金属离子检测的纳米荧光探针的文献报道．表２　用于水中重金属离子检测的纳米荧光探针类型材料检测离子λｅｘ，ｅｍ／ｎｍ荧光响应ＬＯＤ／（ｍｏｌ·Ｌ１）实际应用参考文献ＦＩＴＣＡｕＮＰｓＣｕ２＋４９０，５１４猝灭６．４×１０１０桶装矿泉水［３１］金属纳米材料ＡｕＡｇＮＣｓＨｇ２＋３７０，５６０猝灭３．０×１０８湖水［３２］ＧＳＨＣｕＮＣｓＨｇ２＋３６０，４４５猝灭３．３×１０９自来水、江水、珍珠米、糯米［３４］ＭｅｔｈｉｏｎｉｎｅＣａｐｐｅｄＡｕＮＣｓＣｄ２＋４２０，５６５增强１．２×１０８自来水、湖水、奶粉、骆驼奶粉［３３］ＢＳＡＡｇ／ＡｕａｌｌｏｙＮＣｓＰｂ２＋５００，６２０猝灭２．０×１０９饮用水、湖水［４８］５１１青岛理工大学学报第４２卷续表２类型材料检测离子λｅｘ，ｅｍ／ｎｍ荧光响应ＬＯＤ／（ｍｏｌ·Ｌ１）实际应用参考文献ＰＩＰＴＣｄＴｅ＠ＳｉＯ２ＱＤｓＨｇ２＋３００，５００／６５７比率６．５×１０９自来水、湖水［３６］半导体量子点Ａｇ＋＠ＣｙｓＣｄＳＱＤｓＨｇ２＋３７２，５４５猝灭９．０×１０８饮用水［４９］ＥＤＴＡ蚀刻的ＭＰＡＣｄＴｅＱＤｓＣｄ２＋４００，—增强１．０×１０９自来水、海水［３５］ＣＤｓＴＨｇ２＋３６０，４５０猝灭９．３×１０１０自来水、池塘水［３９］碳点ＡｐｔａｍｅｒｒＧＱＤｓＰｂ２＋３００，４３５增强６．０×１０１０—［５０］ＣＤｓＣｕ２＋３３０，４０５猝灭５．０×１０９海水［３８］ＩＬＣＤｓＣｒ（Ⅵ）３８０，４５８猝灭１．５×１０８自来水［５１］ＰＣＮ２２２Ｐｄ（Ⅱ）Ｃｕ２＋２７５，３５１增强５．０×１０８—［４５］ＴｂＴＡＴＡＢＨｇ２＋３５０，—猝灭４．４×１０９河水、饮用水、自来水［４７］金属有机骨架材料ＭＯＦ５２５Ｃｕ２＋５１２，６５１猝灭６．７×１０８矿泉水、自来水［５２］ＭＯＦ５２５ＮＰｓＣｕ２＋４１４，６４６猝灭２．２×１０１０饮用水、细胞成像［５３］ＺＩＦ８Ｃｕ２＋３３０，５１５／６１６比率１．０×１０１０人血清样本、黄河水、自来水［４６］３　结论与展望随着重金属污染问题日益加剧，重金属离子的检测受到越来越多的关注．近年来，荧光探针在重金属离子检测方面取得了较好的进展．然而，仍然存在一些问题亟待解决．例如：一些荧光探针特异性不高，容易受其他金属离子的干扰，或灵敏度不够，达不到检测的要求；部分荧光探针结构复杂，合成较为困难，多数有机荧光探针是在有机溶剂跟水的混合体系中进行的，很难广泛应用．因此，要优化已有荧光探针的性能，进一步提高检测的灵敏度和选择性以及探针的实用性．另一方面，对于性能优良、合成简单、成本低、水溶性好且能够实时检测的新型荧光探针的设计还需要进一步的探究．此外，还可以对荧光探针的检测机理进行深入研究，将多种检测手段联用，设计出抗干扰能力更强，更具实际应用价值的荧光探针．总之，随着荧光探针技术的进一步发展，新型、高效、适用范围广的荧光探针将被不断开发，使其在化学、环境科学、生物科学等领域具有更加广泛的应用前景．参考文献（犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊）：［１］　ＮＯＬＡＮＥＭ，ＬＩＰＰＡＲＤＳＪ．Ｔｏｏｌｓａｎｄｔａｃｔｉｃｓｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍｅｒｃｕｒｉｃｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｓ，２００８，１０８（９）：３４４３３４８０．［２］　ＪＡＲＵＰＬ，ＡＫＥＳＳＯＮＡ，ＪＡＲＵＰＬ．Ａｋｅｓｓｏｎａｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｃａｄｍｉｕｍａｓａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈｐｒｏｂｌｅｍ［Ｊ］．ＴｏｘｉｃｏｌＡｐｐｌＰｈａｒｍａｃｏｌ，２００９，２３８（３）：２０１２０８．［３］　ＳＵＮＧＴＷ，ＬＯＹ，ＣＨＡＮＧＩ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｌｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｆｏｒＣｒ３＋ｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅＣｄＳｅＱＤｓ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，２０１４，２０２：１３４９１３５６．［４］　ＬＯＵＪ，ＪＩＮＬ，ＷＵＮ，ｅｔａｌ．ＤＮＡｄａｍａｇｅａｎｄｏｘｉｄａｔｉｖｅｓｔｒｅｓｓｉｎｈｕｍａｎｂｌｙｍｐｈｏｂｌａｓｔｏｉｄｃｅｌｌｓａｆｔｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｈｅｘａｖａｌｅｎｔｃｈｒｏｍｉｕｍａｎｄｎｉｃｋｅｌｃｏｍｐｏｕｎｄｓ［Ｊ］．ＦｏｏｄａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，２０１３，５５：５３３５４０．［５］　ＨＵＮＧＹＨ，ＢＵＳＨＡＩ，ＣＨＥＭＹＲＡ，ｅｔａｌ．Ｃｏｐｐｅｒｉｎｔｈｅｂｒａｉｎａｎｄａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓｄｉｓｅａｓｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＩｎｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１０，１５（１）：６１７６．［６］　ＴＵＤＯＲＲ，ＺＡＬＥＷＳＫＩＰＤ，ＲＡＴＮＡＩＫＥＲＮ，ｅｔａｌ．Ｚｉｎｃｉｎｈｅａｌｔｈａｎｄｃｈｒｏｎｉｃｄｉｓｅａｓｅ［Ｊ］．ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｕｔｒｉｔｉｏｎＨｅａｌｔｈａｎｄＡｇｉｎｇ，２００５，９（１）：４５５１．［７］　付海曦，刘威，张春辉，等．水体中重金属离子的检测方法研究进展［Ｊ］．理化检验（化学分册），２０１２，４８（４）：４９６５０３．ＦＵＨａｉｘｉ，ＬＩＵＷｅｉ，ＺＨＡＮＧＣｈｕｎｈｕｉ，ｅｔａｌ．Ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｉｎｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＰｈｙｓｉｃａｌＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ（ＰａｒｔＢ：ＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ），２０１２，４８（４）：４９６５０３．［８］　王玉红，王延凤，陈华，等．海水中重金属检测方法研究及治理技术探索［Ｊ］．环境科学与技术，２０１４，３７（Ｓ１）：２３７２４１．ＷＡＮＧＹｕｈｏｎｇ，ＷＡＮＧＹａｎｆｅｎｇ，ＣＨＥＮＨｕａ，ｅｔａｌ．Ｄｅｔｅｃｔｍｅｔｈｏｄｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｅａｗａｔｅｒａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｘｐｌｏｒａ６１１第１期纪雪峰，等：荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展ｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，３７（Ｓ１）：２３７２４１．［９］　ＣＨＥＮＸ，ＰＲＡＤＨＡＮＴ，ＷＡＮＧＦ，ｅｔａｌ．Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｓｐｉｒｏｒｉｎｇｏｐｅｎｉｎｇｏｆｘａｎｔｈｅｎｅｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｓ，２０１２，１１２（３）：１９１０１９５６．［１０］　ＺＨＡＮＧＪ，ＣＨＥＮＧＦ，ＬＩＪ，ｅｔａｌ．Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｎａｎｏｐｒｏｂｅｓｆｏｒｓｅｎｓｉｎｇａｎｄｉｍａｇｉｎｇｏｆｍｅｔａｌｉｏｎｓ：Ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ［Ｊ］．ＮａｎｏＴｏｄａｙ，２０１６，１１（３）：３０９３２９．［１１］　张鹏，张有明，林奇，等．金属离子响应型荧光传感分子的设计原理及研究进展［Ｊ］．有机化学，２０１４，３４（７）：１３００１３２１．ＺＨＡＮＧＰｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｏｕｐｅｎｇ，ＬＩＮＱｉ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｅｔａｌｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｉｎｇｍｏｌｅｃｕｌｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１４，３４（７）：１３００１３２１．［１２］　ＹＵＡＮＬ，ＬＩＮＷ，ＺＨＥＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ｆｒｅｔｂａｓｅｄｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓ：Ｒａｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｂｉｏｉｍａｇｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｃｃｏｕｎｔｓｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１３，４６（７）：１４６２１４７３．［１３］　ＳＵＮＮＡＰＵＯ，ＫＯＴＬＡＮＧ，ＭＡＤＤＩＢＯＹＩＮＡＢ，ｅｔａｌ．Ｒｈｏｄａｍｉｎｅｂａｓｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＩＩＩ）ａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｌｉｖｅｃｅｌｌｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，２０１７，２４６：７６１７６８．［１４］　曾竟，刘瑞姣，陈佳敏．在双波长下识别Ｆｅ３＋的一种新型可视化荧光探针的合成及性能［Ｊ］．发光学报，２０１９，４０（４）：５４２５５１．ＺＥＮＧＪｉｎｇ，ＬＩＵＲｕｉｊｉａｏ，ＣＨＥＮＪｉａｍｉｎ．ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｎｏｖｅｌｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒＦｅ３＋ａｔｄｕａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，２０１９，４０（４）：５４２５５１．［１５］　陈家逸，苏伟，王恩举．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Ｈｇ２＋比率荧光探针［Ｊ］．高等学校化学学报，２０１６，３７（２）：２３２２３８．ＣＨＥＮＪｉａｙｉ，ＳＵＷｅｉ，ＷＡＮＧＥｎｊｕ．ＨｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｒａｔｉｏｍｅｔｒｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒＨｇ２＋ｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒｂｅｔｗｅｅｎ１，８ｎａｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅａｎｄｒｈｏｄａｍｉｎｅＢ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ，２０１６，３７（２）：２３２２３８．［１６］　ＬＩＭ，ＪＩＡＮＧＸ，ＷＵＨ，ｅｔａｌ．Ａｄｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐｒｏｂｅｆｏｒ“ｔｕｒｎｏｎ”ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆＰｂ２＋ａｎｄｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｂａｓｅｄｏｎａｒｈｏｄａｍｉｎｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉａ［Ｊ］．ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２０１５，４４（３９）：１７３２６１７３３４．［１７］　ＳＨＡＩＬＹ，ＫＵＭＡＲＡ，ＰＡＲＶＥＥＮＩ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｃｏｕｍａｒｉｎｔｒｉａｚｏｌｅｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｏｍｅｔｒｉｃ‘ｔｕｒｎｏｆｆ’ｓｅｎｓｏｒｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＰｂ２＋ｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，２０１８，３３（４）：７１３７２１．［１８］　王海娜，张慧，俞天智，等．香豆素类双酰腙荧光探针的合成及对Ｃｕ２＋的识别性能［Ｊ］．化学通报，２０２０，８３（３）：２４０２４５．ＷＡＮＧＨａｉｎａ，ＺＨＡＮＧＨｕｉ，ＹＵＴｉａｎｚｈｉ，ｅｔａｌ．ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｄｉｃｏｕｍａｒｉｎａｃｙｌｈｙｄｒａｚｏｎｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓａｓｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒＣｕ２＋［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０２０，８３（３）：２４０２４５．［１９］　刘琪梦，汪欢，郭昊冉，等．在纯水体系和活细胞中高选择检测Ｆｅ３＋的香豆素荧光探针［Ｊ］．无机化学学报，２０１９，３５（５）：９２３９２９．ＬＩＵＱｉｍｅｎｇ，ＷＡＮＧＨｕａｎ，ＧＵＯＨａｏｒａｎ，ｅｔａｌ．ＡｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃｏｕｍａｒｉｎｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇＦｅ３＋ｉｎｐｕｒｅｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１９，３５（５）：９２３９２９．［２０］　ＸＵＺ，ＬＩＧ，ＲＥＮＹ，ｅｔａｌ．ＡｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｄ２＋ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｕｆｆｅｒｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｎｄｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２０１６，４５（３０）：１２０８７１２０９３．［２１］　ＶＥＬＭＵＲＵＧＡＮＫ，ＲＡＭＡＮＡ，ＤＯＮＤ，ｅｔａｌ．ＱｕｉｎｏｌｉｎｅｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅｃｏｎｊｕｇａｔｅｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＺｎ（ＩＩ）ｂｙｄｕａｌｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｔｕｒｎｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｓ［Ｊ］．ＲＳＣＡｄｖａｎｃｅｓ，２０１５，５（５５）：４４４６３４４４６９．［２２］　ＳＨＩＺ，ＨＡＮＱ，ＹＡＮＧＬ，ｅｔａｌ．Ａｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｔｗｏｐｈｏｔｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｄｍｉｕｍ（ＩＩ）ｂａｓｅｄｏｎｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｅｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｉｔｓｉｍａｇｉｎｇｉｎｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＡＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌ，２０１５，２１（１）：２９０２９７．［２３］　ＺＨＯＵＹ，ＺＨＡＮＧＪ，ＺＨＡＮＧＬ，ｅｔａｌ．ＡｒｈｏｄａｍｉｎｅｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｒ３＋ｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉａ［Ｊ］．Ｄｙｅｓ＆Ｐｉｇｍｅｎｔｓ，２０１３，９７（１）：１４８１５４．［２４］　ＬＩＵＹ，ＳＨＥＮＲ，ＲＵＪ，ｅｔａｌ．Ａｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｒｈｏｄａｍｉｎｅ６ＧｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｔｕｒｎｏｎｐｒｏｂｅｆｏｒＦｅ３＋ｉｎｗａｔｅｒａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．ＲＳＣＡｄｖａｎｃｅｓ，２０１６，６（１１３）：１１１７５４１１１７５９．［２５］　ＺＨＡＮＧＢ，ＤＩＡＯＱ，ＭＡＰ，ｅｔａｌ．ＡｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒＣｕ２＋ｂａｓｅｄｏｎｒｈｏｄａｍｉｎｅＢｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｓｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓ，２０１６，２２５：５７９５８５．［２６］　陈兆辉，李媛媛，韩娟，等．一种基于香豆素衍生物的铁离子水溶性荧光探针的合成及其应用［Ｊ］．分析化学，２０１８，４６（１）：２０２６．ＣＨＥＮＺｈａｏｈｕｉ，ＬＩＹｕａｎｙｕａｎ，ＨＡＮＪｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｆｅｒｒｉｃｉｏｎｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｂａｓｅｄｏｎｃｏｕｍａｒｉｎｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１８，４６（１）：２０２６．［２７］　ＨＵＡＮＧＫ，ＪＩＡＯＸ，ＬＩＵＣ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｍｅｒｃｕｒｙｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎａｎｏｖｅｌｒｈｏｄｏｌｃｏｕｍａｒｉｎｈｙｂｒｉｄｄｙｅ［Ｊ］．Ｄｙｅｓ＆Ｐｉｇｍｅｎｔｓ，２０１７，１４２：４３７４４６．［２８］　李长伟，杨栋，尹兵，等．新型香豆素类Ｚｎ２＋荧光探针的合成及细胞成像研究［Ｊ］．有机化学，２０１６，３６（４）：７８７７９４．ＬＩＣｈａｎｇｗｅｉ，ＹＡＮＧＤｏｎｇ，ＹＩＮＢｉｎｇ，ｅｔａｌ．ＮｏｖｅｌｃｏｕｍａｒｉｎｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇＺｎ２＋ｉｎｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１６，３６（４）：７８７７９４．［２９］　ＷＡＮＧＰ，ＦＵＪ，ＹＡＯＫ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｖｅｌｑｕｉｎｏｌｉｎｅｄｅｒｉｖｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ“ｔｕｒｎｏｎ”ｐｒｏｂｅｆｏｒＣｕ２＋ｗｉｔｈｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｅｌｌｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，２０１８，２７３：１０７０１０７６．［３０］　ＺＡＮＧＳＱ，ＬＵＨＬ，ＷＡＮＧＷＫ，ｅｔａｌ．ＡｎｅｗｑｕｉｎｏｌｉｎｅｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒＣｄ２＋ａｎｄＨｇ２＋ｗｉｔｈａｎｏｐｐｏｓｉｔｅｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎ７１１青岛理工大学学报第４２卷１００％ａｑｕｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ，２０１６，４５：８１７４８１８１．［３１］　ＷＡＮＧＳ，ＷＡＮＧＸ，ＺＨＡＮＧＺ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｌｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｉｔｓｃａｔａｌｙｔｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｏｃｙｓｔｅｉｎｅｉｎｄｉｃａｔｅｄｂｙｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎｉｓｏｔｈｉｏｃｙａｎａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｊ］．ＣｏｌｌｏｉｄｓａｎｄＳｕｒｆａｃｅｓＡ：ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｓｐｅｃｔｓ，２０１５，４６８：３３３３３８．［３２］　ＺＨＡＮＧＹ，ＪＩＡＮＧＨ，ＷＡＮＧＸ．ＣｙｔｉｄｉｎｅｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｏｌｄｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒａｓａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｔｕｒｎｏｎａｎｄｔｕｒｎｏｆｆｐｒｏｂｅｆｏｒｄｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＡｇ＋ａｎｄＨｇ２＋［Ｊ］．ＡｎａｌｙｔｉｃａＣｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，２０１５，８７０：１７．［３３］　ＰＥＮＧＹ，ＷＡＮＧＭ，ＷＵＸ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｃａｐｐｅｄｇｏｌｄｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓａｓａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｎｈａｎｃｅｄｐｒｏｂｅｆｏｒｃａｄｍｉｕｍ（ＩＩ）ｓｅｎｓｉｎｇ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ，２０１８，１８（２）：６５８６６８．［３４］　ＨＵＸ，ＷＡＮＧＷ，ＨＵＡＮＧＹ．ＣｏｐｐｅｒｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＨｇ２＋ｉｎｗａｔｅｒａｎｄｆｏｏｄｓｔｕｆｆ［Ｊ］．Ｔａｌａｎｔａ，２０１６，１５４：４０９４１５．［３５］　高雪，葛丹，赵月，等．ＣｄＴｅ量子点作为荧光探针测定水环境中微量镉离子［Ｊ］．化学通报，２０１５，７８（１０）：９０２９０６．ＧＡＯＸｕｅ，ＧＥＤａｎ，ＺＨＡＯＹｕｅ，ｅｔａｌ．ＣｄＴｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｒａｃｅｃａｄｍｉｕｍｉｏｎｓｉｎｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１５，７８（１０）：９０２９０６．［３６］　ＭＡＦ，ＳＵＮＭ，ＺＨＡＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ａｒａｔｉｏｍｅｔｒｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍｅｒｃｕｒｉｃｉｏｎ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，２０１５，２０９：３７７３８３．［３７］　ＺＨＡＮＧＣＦ，ＣＵＩＹＹ，ＳＯＮＧＬ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｗａｖｅａｓｓｉｓｔｅｄｏｎｅｐｏｔｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓｈｉｇｈｌｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎｉｏｎｓａｎｄｐＨｖａｌｕｅ［Ｊ］．Ｔａｌａｎｔａ，２０１６，１５０（１）：５４６０．［３８］　ＧＥＤＤＡＧ，ＬＥＥＣ，ＬＩＮＹ，ｅｔａｌ．Ｇｒｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｃａｒｂｏｎｄｏｔｓｆｒｏｍｐｒａｗｎｓｈｅｌｌｓｆｏｒｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，２０１６，２２４：３９６４０３．［３９］　ＸＵＨ，ＨＵＡＮＧＳ，ＬＩＡＯＣ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｙｍｉｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄｃａｒｂｏｎｄｏｔｓｆｏｒＨｇ２＋ａｎｄＬｃｙｓｔｅｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲＳＣＡｄｖａｎｃｅｓ，２０１５，５（１０８）：８９１２１８９１２７．［４０］　ＷＵＧ，ＭＡＪ，ＷＡＮＧＳ，ｅｔａｌ．Ｃａｔｉｏｎｉｃｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｂａｓｅｄｍｉｘｅｄｍａｔｒｉｘｍｅｍｂｒａｎｅｆｏｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｐｈｅｎｏｘｙｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ（ＰＣＡ）ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓｆｒｏｍｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙＵＨＰＬＣＭＳ／ＭＳｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，３９４：１２２５５６．［４１］　ＷＵＧ，ＭＡＪ，ＬＩＳ，ｅｔａｌ．Ｃａｔｉｏｎｉｃｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓａｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｄｓｏｒｂｅｎｔｆｏｒｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆ２，４ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｘｙａｃｅｔｉｃａｃｉｄｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０２０，１８６：１０９５４２．［４２］　ＭＡＪ，ＬＩＳ，ＷＵＧ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｍａｔｒｉｘｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｒｏｍｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋ（ＭＩＬ５３）ａｎｄｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅｆｌｕｏｒｉｄｅ）ｆｏｒｕｓｅｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｏｎｙｌｕｒｅａｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｂｙｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｌｌｏｉｄａｎｄＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０１９，５５３：８３４８４４．［４３］　ＭＡＪ，ＹＡＯＺ，ＨＯＵＬ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ（ＭＯＦｓ）ｆｏｒｍａｇｎｅｔｉｃｓｏｌｉｄｐｈａｓｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｐｙｒａｚｏｌｅ／ｐｙｒｒｏｌｅｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙＨＰＬＣＤＡＤｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｔａｌａｎｔａ，２０１６，１６１：６８６６９２．［４４］　ＲＵＤＤＮＤ，ＷＡＮＧＨ，ＦＵＥＮＴＥＳＦＥＲＮＡＮＤＥＺＥＭ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｔｈｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｍｏｖａｌｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｆｒｏｍｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１６，８（４４）：３０２９４３０３０３．［４５］　ＣＨＥＮＹ，ＪＩＡＮＧＨ．Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｉｃｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｃａｔａｌｙｚｅｄｈｅｃｋｒｅａｃｔｉｏｎ：Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ“ＴｕｒｎＯｎ”ｓｅｎｓｉｎｇｏｆＣｕ（ＩＩ）ｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１６，２８（１８）：６６９８６７０４．［４６］　ＷＡＮＧＪ，ＣＨＥＮＨ，ＲＵＦ，ｅｔａｌ．ＥｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｕａｌｅｍｉｔｔｉｎｇｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｎａｎｏｐｒｏｂｅｉｎｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓｆｏｒｕｌｔｒａｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒａｔｉｏｍｅｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＡＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌ，２０１８，２４（１４）：３４９９３５０５．［４７］　ＸＩＡＴ，ＳＯＮＧＴ，ＺＨＡＮＧＧ，ｅｔａｌ．ＡｔｅｒｂｉｕｍｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｉｎｇｏｆＨｇ２＋ｉｏｎｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＡＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌ，２０１６，２２（５１）：１８４２９１８４３４．［４８］　ＷＡＮＧＣ，ＣＨＥＮＧＨ，ＳＵＮＹ，ｅｔａｌ．Ｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍａｓｉｌｖｅｒ／ｇｏｌｄａｌｌｏｙａｓａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｌｅａｄ（ＩＩ）［Ｊ］．ＭｉｋｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，２０１５，１８２（３）：６９５７０１．［４９］　ＵＰＰＡＹ，ＫＵＬＣＨＡＴＳ，ＮＧＡＭＤＥＥＫ，ｅｔａｌ．ＳｉｌｖｅｒｉｏｎｍｏｄｕｌａｔｅｄＣｄＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｆｏｒｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｒａｃｅＨｇ２＋［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，２０１６，１７８：４３７４４５．［５０］　ＱＩＡＮＺ，ＳＨＡＮＸＹ，ＣＨＡＩＬＪ，ｅｔａｌ．Ａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｎａｎｏｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｇｒａｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｐｔａｍｅｒｐｒｏｂｅａｎｄｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｄｅｔｅ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酸响应的近红外溶酶体有机小分子荧光探针及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：酸响应的近红外溶酶体有机小分子荧光探针及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：张凡,王尚风,何月
申请号：CN202011135459.4
申请日：20201021
公开号：CN112225721A
公开日：
20210115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于生物材料技术领域，具体为一种酸响应的近红外溶酶体有机小分子荧光探针及其制备方法和应用。

本发明的小分子荧光探针，其核心结构是在前人研究的基础上扩展创新设计出的一类新的荧光探针结构，完成了合成路线的研究，且修饰了取代的哌嗪基团N(CH(CH)NR。

该有机染料小分子荧光探针具备溶酶体靶向特性和酸激活荧光增强特性；可作为近红外溶酶体探针用于生物成像。

申请人：复旦大学
地址：200433 上海市杨浦区邯郸路220号
国籍：CN
代理机构：上海正旦专利代理有限公司
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化学生物学中的小分子探针研究

化学生物学中的小分子探针研究引言化学生物学的发展为探究生物分子和生物体之间相互作用提供了有力工具，其中小分子探针的研究也日益成为话题。

小分子探针在生物内外环境中的应用不断拓展，其结合生物学、化学和物理学等多学科交叉，为实现对生命过程的深入理解提供了有益手段。

本文将就小分子探针在化学生物学中的研究作一探讨。

一、小分子探针的定义小分子探针指的是小分子化合物，其在生物体系中表现出一定的物理、化学特性，并在分子水平上与生物大分子（如蛋白质、核酸等）相互作用，以便了解其生物学特性及生命活动的机制。

小分子探针有着较小的分子体积和相对简单的化学结构，便于对其进行合成、修饰和修饰。

利用小分子探针可以对于生命过程中的分子相互作用机制进行研究，其在高通量筛选、药物发现、生物成像等领域有广泛的应用。

二、小分子探针的分类小分子探针的一般分类有化学荧光探针、融合蛋白探针、放射性同位素标记探针及药物分子等。

1. 化学荧光探针化学荧光探针是以具有荧光性质的小分子为核心结构，以其对生物分子的特异性结合，实现对生物分子的探测和成像。

荧光探针可以通过不同的光谱性质对生物分子进行特异性标记和便于可视化。

例如，用荧光探针的荧光标记特异蛋白质，可以实现对于生命过程中蛋白质相互作用关系等信息的捕捉。

2. 融合蛋白探针融合蛋白探针是将荧光蛋白等标记单元融合到感兴趣的生物分子上进行研究的方法。

利用蛋白质工程技术构建可以识别具体生物分子的融合蛋白探针，在定量和实时监测细胞内分子过程中，有着广泛的应用。

3. 放射性同位素标记探针放射性同位素标记探针利用放射性同位素来标记小分子，利用放射性检测技术来探测这些生物分子的含量和位置，并实现药物代谢研究。

目前市场上大多数新药被标记为放射性药物，这在新药研发中应用广泛。

4. 药物分子药物分子是一种广泛应用的小分子探针，通过对药物分子与靶分子的交互作用，了解药物分子对生物过程的影响，可用于药物筛选及药物研究等方面。

有机小分子的荧光探针设计与应用论文素材

有机小分子的荧光探针设计与应用论文素材一、引言有机小分子作为一类重要的化学物质，在荧光探针设计与应用领域具有广泛的应用潜力。

本论文旨在探讨有机小分子荧光探针的设计原理与应用案例。

二、有机小分子荧光探针设计原理1. 荧光基团选择有机小分子荧光探针的设计首先需要选择适合的荧光基团。

荧光基团应具备强荧光信号和良好的荧光性能，如荧光寿命长、荧光发射波长可调等。

2. 结构优化为了提高荧光探针的性能，可以通过在荧光基团上引入特定的官能团，进一步调控其荧光性质。

例如，引入供体-受体结构，增强荧光基团的电子转移效率，从而提高荧光强度和稳定性。

3. 溶剂效应考虑溶剂对荧光探针的荧光性能有明显影响。

因此，在设计荧光探针时需要考虑溶剂效应，选择适合的溶剂或构造具有溶剂敏感性的探针，以实现对目标物的响应。

三、有机小分子荧光探针的应用案例1. 生物医学应用有机小分子荧光探针在生物医学领域具有广泛的应用前景。

例如，利用有机小分子荧光探针可以实现对特定生物标志物的高灵敏度检测，用于疾病诊断和治疗过程的监测。

2. 环境监测有机小分子荧光探针也可以应用于环境监测中，对水质、空气等污染物进行快速、准确的检测。

通过设计合理的有机小分子荧光探针，可以实现对特定污染物的高选择性和灵敏度检测。

3. 安全防范有机小分子荧光探针还可用于安全防范领域，如炸药检测、毒物检测等。

通过设计灵敏度高、快速响应的有机小分子荧光探针，可以实现对危险物质的及时检测和预警。

四、结论有机小分子荧光探针的设计与应用在各个领域具有重要的价值和意义。

通过设计合理的荧光基团和优化分子结构，可以实现对目标物的高灵敏度、高选择性的检测。

未来，有机小分子荧光探针在生物医学、环境监测和安全防范等领域仍然有很大的发展潜力。

参考文献：[1] Smith A. Organic small molecule fluorescence probes: the past and the future[J]. Annual Review of Analytical Chemistry, 2015, 8: 81-96.[2] Kim H M, Cho B R. Small-molecule fluorescent probes for live-cell imaging[J]. Journal of the American Chemical Society, 2013, 135(32): 9929-9936.[3] Zhang X, Yapici N B, Gjyrezi A, et al. Design rules for organic small molecule fluorescence in the near-infrared spectral range[J]. Chemical Society Reviews, 2017, 46(11): 2900-2942.。

有机化学在新型荧光探针合成中的应用研究

有机化学在新型荧光探针合成中的应用研究随着化学技术的不断发展，荧光探针作为一种重要的分析工具，被广泛应用于生物、医学和环境等领域。

有机化学作为荧光探针合成的重要手段，为荧光探针的设计和开发提供了丰富的原料和反应方法。

本文将探讨有机化学在新型荧光探针合成中的应用研究。

第一部分：有机合成方法在荧光探针合成中的应用有机合成方法是合成荧光探针的关键步骤之一。

常用的有机合成方法包括取代反应、缩合反应和环化反应等。

这些方法通过改变分子结构，引入荧光基团或调控电子结构，从而实现荧光探针的合成。

1. 取代反应取代反应是合成荧光探针的重要手段之一。

通过在分子中引入不同的取代基团，可以调控分子的荧光性质。

例如，引入电子给体基团可以增强分子的荧光强度，而引入电子受体基团可以改变分子的发射波长。

此外，还可以通过在分子中引入功能性基团，如氨基、羟基等，实现对分子的可控修饰。

2. 缩合反应缩合反应是合成染料类荧光探针的常用方法。

通过在分子中引入具有共轭结构的芳香环或杂环，可以实现分子的荧光共振能量转移，从而改变分子的发射波长和荧光强度。

此外，还可以通过缩合反应将分子与不同的功能基团连接起来，实现对分子的自组装和多余空间效应的调控。

3. 环化反应环化反应在荧光探针合成中起着重要作用。

通过环化反应，可以将线性分子转变为具有刚性结构的环状分子，从而提高分子的稳定性和荧光性能。

此外，环化反应还可以引入空间位阻基团，增强分子的荧光效率。

第二部分：荧光基团在有机合成中的应用荧光基团是合成荧光探针的重要组成部分。

通过选择合适的荧光基团，可以调控荧光探针的发射波长、荧光强度和荧光寿命。

常用的荧光基团包括吲哚、苯并噻吩、硝基苯等。

这些荧光基团具有不同的电子结构和荧光性能，可以根据需要进行选择和设计。

1. 吲哚基团吲哚是一种常用的荧光基团，具有较高的荧光量子产率和荧光寿命。

吲哚基团具有宽波长的发射光谱，适合用于荧光探针的设计和开发。

通过在吲哚基团上引入不同的取代基团，可以改变分子的荧光性能，实现对荧光探针的调控。

荧光探针的合成与生物应用研究

荧光探针的合成与生物应用研究荧光探针作为一种在生物学和化学领域中得到广泛应用的工具，被用于生物分析、药物研发、生命科学研究等方面。

本文将探讨荧光探针的合成方法以及在生物学中的应用。

一、荧光探针的合成方法荧光探针的合成方法多种多样，以下将介绍几种常见的方法：（1）分子内荧光探针合成：这种方法通过在分子结构中引入特定的荧光基团，实现了分子的内部发光效应。

例如，在分子内部引入苯基、萘基等芳香基团，通过化学反应将这些基团与荧光物质结合，就可以合成出具有荧光性质的分子。

（2）共轭聚合物合成：共轭聚合物是指具有共轭电子结构的高分子化合物，其具有较强的吸收和发射荧光的能力。

将共轭聚合物与特定的功能基团结合，可以合成出荧光探针。

例如，将共轭聚合物与羧基、氨基等官能团反应，可以获得荧光探针。

（3）量子点合成：量子点是一种纳米级的半导体晶体，具有优异的荧光特性。

通过合成技术，可以调控量子点的尺寸和表面官能团，从而实现对荧光探针吸收和发射波长的调节。

量子点的合成方法包括热分解法、溶剂热法等。

二、荧光探针在生物学中的应用荧光探针在生物学研究中具有广泛的应用价值，以下将介绍几个常见的应用领域：（1）生物分析：荧光探针可以用于生物分析领域，例如DNA测序、蛋白质检测等。

通过合成特定的荧光标记物，可以实现对生物分子的检测和定量分析。

（2）细胞成像：荧光探针在细胞成像中起到关键的作用，可以实现对细胞内结构和功能的可视化。

例如，通过合成带有特定荧光基团的分子，可以实现对细胞内亚细胞结构的显微观察。

（3）药物研发：荧光探针在药物研发中用于药物靶点的筛选和药效评估。

合成具有高选择性和敏感性的荧光探针，可以用来研究药物在生物体内的分布和代谢过程。

三、结论荧光探针的合成方法多样，并且在生物学中具有广泛的应用。

通过对荧光探针的合成与生物应用研究，可以进一步推动生物学和药物研发领域的发展，为人类健康做出更多贡献。

小分子探针的研究及其在化学中的应用

小分子探针的研究及其在化学中的应用小分子探针是指那些用作识别和检测化学物质的分子，通常具有高度选择性和敏感性。

由于其具有广泛的应用性和特殊的研究价值，小分子探针在各种领域如化学、生物医学和环境监测中得到了广泛的研究和应用。

一、小分子探针的种类及其特点小分子探针的种类包括有机分子、纳米颗粒和聚合物等，它们的特点各有不同。

有机小分子非常适合于对生物大分子如核酸、蛋白质和细胞进行标记和检测。

纳米颗粒因其特殊的光学和磁性性质被广泛应用于生物医学和材料科学中。

聚合物对化学物质的识别和检测具有较高的选择性和灵敏度，因此在环境监测和安全检测方面应用广泛。

二、小分子探针在化学领域中的应用小分子探针在化学领域中的应用十分广泛。

例如，用作化学传感器的小分子探针可以对化学物质进行快速、高效的检测，可以在制药、化妆品和食品等行业中得到广泛应用。

另外，小分子探针也被用作荧光标记剂、反应催化剂和气体分析剂等，为化学领域带来了许多重大的突破和进步。

三、小分子探针在生物医学领域中的应用小分子探针在生物医学研究和临床诊断中也发挥着重要作用。

例如，使用荧光小分子探针可以对生物大分子如核酸和蛋白质进行标记和检测；使用磁性小分子探针可以进行磁共振成像；使用放射性小分子探针可以进行正电子发射断层扫描等，这些方法已成为生物医学领域的重要研究工具和诊断手段。

四、小分子探针在环境监测领域中的应用小分子探针在环境监测和安全检测中也得到了广泛应用。

例如，使用有机小分子探针可以对水中的污染物进行检测和分析；使用纳米颗粒可以对空气中的有害气体进行检测和监测；使用聚合物可以对土壤中的重金属进行检测和分析等，小分子探针为环境保护和安全生产提供了重要的技术支持。

综上所述，小分子探针作为一种新型的化学研究工具和技术手段，在各个领域都发挥了重要作用。

随着科学技术的不断进步和研究的不断深入，小分子探针在各个领域的研究和应用将会变得越来越广泛和重要。

席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验

No. 2
doi: 10.3866/PKU.DXHX201906008
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可以促进学生对化学知识体系的融会贯通，更能激发学生学习化学的积极性。这些知识的掌握和实践，也为本科毕业生在相关领域的深造和就业打下良好的基础。
本实验包括席夫碱有机配体的设计合成，红外光谱、核磁共振波谱和质谱等常用表征手段的应用，以及荧光性质的研究等内容。
Department of Chemistry, School of Chemistry and Biological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, P. R. China.
Abstract: In this paper, a new experiment named “synthesis and characterization of a fluorescent molecule based on Schiff-base” is introduced. It contains the synthesis and characterization of organic compounds, the determination of fluorescence, and the detection of metal ions. This experiment is helpful for students to better understand inorganic chemistry, organic chemistry and analytical chemistry. Moreover, it gives students an opportunity to know the study of organic fluorescent probes. This will stimulate students’ interest in scientific research and cultivate their research ability. Thus, this experiment can be introduced to senior undergraduates.