新萘酰亚胺类荧光分子探针的合成及对金属离子的识别
荧光传感器及分子识别
赵劲松 200425135
基于激发态过程机理的荧光传感器及离子识别
赵劲松 200425135
摘要：荧光化学传感器融合了超分子化学、光物理化学、有机合成化学的研究内 容，由于其具备荧光分析法的高灵敏度特点而引起人们的普遍关注。不同的荧光 传感机理被应用到传感器的设计上，以适应不同的传感体系。本文综述了几种激 发态过程的荧光传感机理并介绍其在离子识别中的应用。
到抑制。通过对比实验，发现跟单独的 2,3-二吡咯-喹喔啉相比，受体 7 通过 FRET
[7]
进行传感的灵敏度有所提高 。
λ: 315~365 nm
FRET
λ: 495 nm
7
受体分子8利用结合前后供体的发射光谱与受体的吸收光谱重叠程度的不 同，从而选择性进行Al3+的传感[8]。分子中邻羟基苯基三唑自身不发荧光，与Al3+ 结合后荧光有所增强（尽管仍很弱），但其发射光谱与香豆素343的吸收光谱重 叠程度大为增加，能量转移效率提高，达到信号放大之目的。在甲醇-水（1:1） 的pH 5.0缓冲溶液中，以350 nm光激发受体8（邻羟基苯基三唑的吸收峰），Al3+ 的加入使香豆素343的荧光增强7倍，检测限为50 nM，其它金属离子除Cu2+和Fe3+ 使受体8荧光猝灭外，对测定无影响。
同样为选择性识别Hg2+的荧光传感器，受体4以荧光素为荧光团，同时在受 体中引入硫原子以增加与Hg2+的结合能力。在pH = 7的缓冲溶液中，受体4存在 从苯胺到荧光素的PET过程，荧光量子产率仅为0.04。随着Hg2+的加入，苯胺到 荧光素的PET过程被抑制，受体的荧光强度增加5倍，光谱略有红移。干扰实验 表明除Cu2+外，其它金属离子的存在对Hg2+的检测并不干扰[4]。
一种新型罗丹明类荧光分子探针及其对Fe(Ⅲ)的选择性识别
一种新型罗丹明类荧光分子探针及其对Fe(Ⅲ)的选择性识别成春文;王风贺;段伦超;雷武;夏明珠;王风云【摘要】以罗丹明B、乙二胺和乙二醛为反应原料,合成了一种新型的荧光增强型识别Fe3+的分子探针(fluorescent probe,FP).用核磁和质谱对其分子结构进行了表征,并通过荧光光谱研究了FP对A13+、pb2、Ca2+、Cd2+、Mn2+、Hg2、Mg2+、Ca2、K+、Na+等不同金属离子的识别性能.研究结果表明:在纯甲醇溶剂中,探针FP对Fe3+的识别具有较好的选择性,且基本不受其他金属离子的干扰;通过Job's曲线可知,探针FP与Fe3+的络合比为1∶3;Fe3+浓度在4×10-4～5×10-3 mol/L范围内时,探针FP的荧光强度与Fe3+浓度具有良好的线性关系,线性相关系数为0.995 3.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2014(035)001【总页数】6页(P125-130)【关键词】荧光探针;罗丹明B;乙二醛;希夫碱;Fe3+【作者】成春文;王风贺;段伦超;雷武;夏明珠;王风云【作者单位】南京师范大学环境科学与工程系,江苏南京210023;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094;南京师范大学环境科学与工程系,江苏南京210023;南京师范大学环境科学与工程系,江苏南京210023;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】O482.31;O657荧光分子探针，是指一定体系内，当体系的某一物理、化学性质发生变化时，该分子的荧光信号能发生相应改变，从而根据荧光信号反映被分析体系的浓度、性质等。
目前，根据荧光母体结构可将荧光分子探针分为罗丹明类[1]、1,8萘酰亚胺类[2]、BODIPY类[3]以及香豆素类[4]等类型。
萘酰亚胺离子荧光探针的制备及性能研究
萘酰亚胺离子荧光探针的制备及性能研究萘酰亚胺离子荧光探针的制备及性能研究一、引言荧光探针是生物分子和细胞成像领域的重要工具，具有很高的灵敏度和选择性。
近年来，研究人员对新型荧光探针的开发和性能研究进行了广泛的探索。
其中，萘酰亚胺离子荧光探针由于其在生物分析和生物成像中的应用潜力而备受关注。
本文旨在介绍萘酰亚胺离子荧光探针的制备方法，并对其性能进行研究。
二、制备方法1. 原料准备制备萘酰亚胺离子荧光探针的首要步骤是准备所需的原料。
一般来说，所需原料包括萘酰亚胺、溶剂、硼酸等。
2. 反应制备制备萘酰亚胺离子荧光探针的反应通常在室温下进行。
首先，将萘酰亚胺溶解在溶剂中，加入适量的硼酸溶液，并充分搅拌混合。
然后，将反应体系加热至一定温度，并反应一段时间。
最后，将反应产物用适当的溶剂进行提取和纯化。
3. 鉴定方法制备完成的萘酰亚胺离子荧光探针需要通过一系列鉴定方法来确认其结构和纯度。
常用的鉴定方法包括质谱分析、核磁共振（NMR）分析、红外光谱（IR）分析等。
三、性能研究1. 荧光特性研究制备完成的萘酰亚胺离子荧光探针可以通过测定其荧光特性来评估其性能。
可以利用荧光光谱仪对荧光探针进行荧光发射和吸收光谱分析。
同时，可以通过改变溶剂的极性、温度和pH值等条件，研究荧光探针的荧光发射峰值、量子产率和荧光强度等参数。
2. 离子识别性能研究萘酰亚胺离子荧光探针在生物样品中的应用主要是通过对特定离子的识别来实现的。
因此，研究其离子识别性能是探讨其应用潜力的关键。
可以通过荧光光谱方法研究荧光探针与目标离子的结合行为，如结合常数、结合方式等。
此外，还可以利用组织模型和生物样品来研究其在复杂环境中的离子识别性能。
3. 生物应用研究萘酰亚胺离子荧光探针作为一种具有生物活性的荧光探针，其在生物应用领域的潜力非常广阔。
可以通过细胞成像实验来研究其在细胞水平上的应用。
例如，可以利用荧光显微镜观察荧光探针在细胞内的荧光强度和分布情况，从而实现对细胞内离子含量和位置的监测。
两种新型萘酰亚胺衍生物的合成及表征
一种特异性识别铜离子荧光探针的制备方法及其应用[发明专利]
![一种特异性识别铜离子荧光探针的制备方法及其应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0b37681ac8d376eeaeaa31ec.png)
专利名称：一种特异性识别铜离子荧光探针的制备方法及其应用
专利类型：发明专利
发明人：王秋生,王凡,曾旭,余子安,王晨霞
申请号：CN201811071781.8
申请日：20180914
公开号：CN109053583A
公开日：
20181221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种特异性识别铜离子荧光探针的制备方法及其应用，所述化合物名称为4,4',4”,4”'‑四羟基‑3,3',3”,3”'‑四(2‑苯并[d]咪唑)四苯乙烯，化学分子式为CHNO，制备方法：以4,4'‑二甲氨基二苯甲酮为原料首先通过麦克默里反应合成4,4',4”,4”'‑四甲氧基四苯乙烯，再通过脱甲基化反应得到4,4',4”,4”'‑四羟基四苯乙烯，接着经过达夫反应合成4,4',4”,4”'‑四羟基‑3,3',3”,3”'‑四醛基四苯乙烯，与邻苯二胺反应形成目标化合物。
本发明的优点是：该制备方法工艺简单、原料易得、易于实施，所得产品对金属铜离子具有较高的选择性，同时具有聚集诱导发光及结晶诱导发光增强的特性，可用于生物靶向治疗及生物成像。
申请人：天津理工大学
地址：300384 天津市西青区宾水西道391号
国籍：CN
代理机构：天津耀达律师事务所
代理人：张耀
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萘酰亚胺类荧光分子探针的研究进展
萘酰亚胺类荧光分子探针的研究进展李辉;董毅;郝志云;杨新周;朱以常【摘要】荧光分子探针作为一种有效的金属离子检测手段，不仅使用方便，而且具有高灵敏度，高选择性等突出的优点。
作者综述了萘酰亚胺类荧光分子探针的最新研究进展；指出萘酰亚胺化合物具有独特的荧光化学性质（如荧光量子产率高、荧光发射波长适中、斯托克斯位移大、光稳定性好、结构易于修饰等），因此被广泛应用于荧光探针研究领域，并且在合成、离子识别、检测及细胞成像等方面不断取得新的应用。
%Fluorescent molecular probes as a kind of efficient means to detect metal ions exhibit the advantages of easy operation as well as high sensitivity and selectivity .This review summa-rizes the most recent research progress of naphthalimide-based fluorophore molecular probes .It is pointed out that naphthalimides exhibit unique fluorescent chemical properties (such as high fluorescence quantum yield ,moderate fluorescence emission wavelength ,large Stokes shifts , good light stability and good accessibility to structure modification ) .This is why naphthalim-ides are highly focused on the research field of fluorophore molecular probes .Besides ,it is also pointed out that new progresses have been continuously made in the synthesis ,ion recognition , detection and applications in live cell imaging of naphthalimide fluorescent molecular probes .【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P311-316)【关键词】萘酰亚胺;荧光;分子探针;研究进展【作者】李辉;董毅;郝志云;杨新周;朱以常【作者单位】德宏师范高等专科学校，云南芒市678400;德宏师范高等专科学校，云南芒市 678400;德宏师范高等专科学校，云南芒市 678400;德宏师范高等专科学校，云南芒市 678400;德宏师范高等专科学校，云南芒市 678400【正文语种】中文【中图分类】O6443过渡金属及重金属在自然界中广泛地存在，他们中的一些元素在生命过程中具有重要的功能，而另外一些元素则在很低浓度时就对生物具有极强的毒性，因此这些物质的检测对生命、环境和医学科学以及工、农业生产等都有重要的意义[1]. 目前国际上比较先进的检测方法就是荧光分子探针检测法，此检测法不仅方法简便，而且在灵敏度、选择性、响应时间、原位测定(如荧光成像技术)以及利用光纤进行远距离检测方面均有突出优点，因此在传统的受体分子上连接荧光团，构造超分子荧光传感器用于识别金属离子的研究近年颇受重视[2].目前应用广泛的荧光物质主要分为以下几种类型：萘酰亚胺类、罗丹明类、荧光素类、菁染料、BODIPY(氟硼二吡咯)类、喹啉类等，其中1,8-萘酰亚胺类化合物是近年来比较热门的功能材料. 1,8-萘酰亚胺是由1,8-萘酐制备而来的，1,8-萘酐本身没有荧光，在4-位引入如氨基等供电子基团后形成强的推拉电子体系，使电子容易激发，从而发出荧光[3]. 这类荧光团的分子结构具有如下几个特点[4-5]：共平面性；具有较大的共轭体系；分子结构中一端具有强的给电子能力，另一端具有强的吸电子能力，因此其分子结构中存在着一个大的“吸-供电子共轭体系”. 处于这样体系中的电子很易受到光的照射而发生跃迁，从而产生荧光，特别是4-位有强供电子基如氨基的衍生物都能够发射强的荧光.萘酰亚胺类荧光团具有荧光量子产率高、荧光发射波长适中、斯托克斯位移大、光稳定性好和结构易于修饰等优点，已被广泛应用于荧光传感领域，被用来测定Na+[6]、Hg2+[7-9]、Cu2+[10-11]、Zn2+[12-13]等金属离子. 近些年来，研究人员主要致力于萘酰亚胺的萘环上的单取代和双取代的衍生物方面的研究，通过引入不同的取代基后得到新的化合物，并取得了一定成效.由于在萘酰亚胺的4-位上引入供电子基团之后会导致其荧光增强，因此对于单取代的萘酰亚胺类荧光探针主要是集中在1,8-萘酰亚胺的4-位取代的研究上. 2010年CHEN等人基于萘酰亚胺为荧光团，硫氮杂环为识别基设计合成了Hg2+的高选择性和高灵敏度的荧光传感器1[14]，该探针在水溶液中识别Hg2+，其荧光强度增大5倍. 此外，探针和Hg2+的络合物可以选择性的识别Ag+，使其荧光猝灭. 细胞实验证明该探针可应用于生物系统中对Hg2+的检测.XU等人设计合成了锌离子比率荧光分子探针2 [15]. 在乙腈溶液中，该探针能够排除其他重金属和过渡金属离子的干扰，对锌离子显现出极高的选择性. Zn2+的加入使得2的荧光增强22倍，红移31 nm，发射绿色荧光. 有趣的是，Cd2+的加入也能够使其荧光增强21倍，蓝移38 nm，发射蓝色荧光，因此可以通过肉眼区分Zn2+和Cd2+. 该探针成功的应用于细胞内Zn2+的成像，和斑马鱼胚胎生长过程中Zn2+的检测.ZHU基于ICT(分子内电荷转移)机理设计萘酰亚胺荧光分子探针3[16]和4[17]. 探针3对DTT(1,4-二硫苏糖醇)有很高的选择性且荧光发生66 nm红移，可以用肉眼直接观察到，颜色由无色变到绿玉色. 细胞成像实验进一步证实该探针可以应用于生物环境中DTT的检测及研究. 化合物4是以二硫醚基团为识别基设计出的硫醇类高选择性比率荧光分子探针. 随着硫醇的加入，探针4呈现出48 nm的荧光发射红移，且颜色由无色变成绿玉色，可用肉眼直接观察到. 最为重要的是，该化合物是第一个通过比率荧光方法检测生物体系中谷胱甘肽含量的探针.XU等人[18]基于萘酰亚胺为荧光团及PET(光诱导电子转移)机理设计并合成了一个连有新颖受体的荧光探针化合物5. 在水溶液中，该探针是Ag+的一个高选择性的荧光开启探针，当有其他各种金属离子尤其是汞离子存在时，并不影响探针5对Ag+的高选择性. 同时，探针5与Ag+以1∶1方式进行结合，所形成的探针5-Ag+配合物在阴离子溶液中选择性识别I-，且荧光强度显著减弱；因此可以把探针5和Ag+所形成的配合物称作是碘离子的一个选择荧光“开-关”探针. 此外，通过活细胞的成像实验，该探针可以用来检测细胞内的Ag+.LIU等人[19]基于1,8-萘酰亚胺和8-氨基喹啉荧光团设计并合成了Cu2+的一个新的比率荧光传感器6. 在水溶液中当有其他过渡金属离子存在时，该探针受到两个荧光团的共同作用对Cu2+呈现出高度选择性比率响应，同时探针的荧光强度增强. 此外，该探针还被成功应用到了人类乳腺癌细胞中对Cu2+的监测成像.ZHANG等人[20]设计并合成了探针7，该探针以1,8-萘酰亚胺为荧光团. 在水溶液中以DPA(N,N-二(2-吡啶甲基)胺)为识别基团，对Zn2+表现出高的选择性并发生了大的荧光改变，这是因为探针与Zn2+结合之后，Zn2+抑制了探针的PET过程导致其荧光强度增大59倍并伴有29 nm的红移. 同时化合物7与Zn2+所形成的配合物，在各种阴离子存在的条件下对PPi(焦磷酸盐)有很好的选择性识别，其荧光发生23 nm蓝移并伴随有明显的荧光猝灭现象. 在生物学的应用方面，该探针已经被成功应用于C2C12细胞中Zn2+和PPi的检测.KIM等人[21]设计并合成了F-的一个新型比色和比率的荧光传感器8，在乙腈溶液中，随着F-的加入，Si-O键断裂，探针8分解出一个4-氨基-1,8-萘酰亚胺绿色荧光化合物，最终导致探针的荧光发射光谱发生了49 nm的红移、溶液的颜色发生了显著的改变，由无色变成浅绿色，同时伴随着双光子吸收和发射比率变化.此外，到目前为止，该探针是F-的第一个基于萘酰亚胺的双光谱比率荧光探针. CHEN等人[22]基于PET机理设计合成探针9，可在乙腈水溶液中选择性识别Cu2+，其荧光增强4.5倍，并以1∶1方式与Cu2+结合，因此该探针可以称作Cu2+荧光开启型探针. 值得注意的是，该探针对Cu2+表现出高的灵敏性，其对Cu2+的检测极限能够达到0.15 μmol·L-1.KUMARM等人[23]基于荧光能量共振转移(FRET)机理设计合成了一个带有萘酰亚胺和罗丹明两个荧光团的探针10，该探针通过键能转移的方式在THF-H2O中选择性识别Hg2+，并伴有荧光峰红移，其荧光强度增强407倍，荧光量子产率增加9倍. 该探针与Hg2+所形成的配合物在KI溶液中荧光猝灭，但是随着Hg2+的加入，其荧光又恢复，这就暗示着该探针对Hg2+响应是可逆的. 此外，该探针还被成功用到前列腺癌症细胞中Hg2+的成像实验，这将有助于我们认识处于分子阶段的生物发展过程.近些年来经研究发现双取代萘酰亚胺衍生物在设计合成荧光分子探针方面有一些特别的优点，如具有更好的刚性结构以及金属离子结合位点，双取代的氨基易发生去质子化促进吸收以及发射光谱向长波方向移动等. 因此，研究人员主要在萘酰亚胺的4,5-位或3,4-位引入不同取代基作为受体，设计合成了一系列荧光探针.XU基于ICT机理设计合成了新的4,5-二取代-1,8-萘酰亚胺衍生物11[24]，该化合物为Cu2+离子的比率荧光传感器. 在纯水溶液中，随着Cu2+的加入，荧光发射发生蓝移，从534 nm蓝移至478 nm，荧光增强. 此外，在纯水中该传感器与Cu2+的络合物可以作为氰化物的比率荧光传感器.QIAN等人设计合成了不对称取代4,5-二氨基-1,8-萘酰亚胺荧光传感器12[25]，该探针在中性水溶液中专一识别Cu2+，当其受体与Cu2+结合后，与1,8-萘酰亚胺荧光团相连的仲胺发生去质子化，导致氮原子供电子能力增强，使得吸收峰发生50 nm红移并且产生较大的比色响应. 此外，在pH=6.0 ～ 12范围内探针不受溶液的酸碱性影响，该探针能够在强碱环境下检测Cu2+. 这是第一个能够在如此大的pH范围内检测Cu2+的荧光化学传感器.QIAN等以1,8-萘酰亚胺为荧光团，2-氨基二苯胺为识别基团设计合成了可以用肉眼直接观察的Cu2+比色荧光传感器13[26]，在中性水溶液中专一识别Cu2+，表现出对Cu2+很好的选择性和灵敏度，其分析检测极限为3.0 × 10-7 mol·L-1，探针与Cu2+按1∶1络合，络合之后与1,8-萘酰亚胺荧光团相连的仲胺发生去质子化导致氮原子供电子能力增强，使得吸收峰发生78 nm红移并且带有比色响应. CHEN等人[27]基于ICT机理设计并合成了N-丁基-4,5-二取代-1,8-萘酰亚胺(14)，是Cu2+的一个新型比率、专一选择性的荧光分子探针. 该探针在乙醇-水溶液中比率响应Cu2+，并伴随着荧光颜色的改变，即由黄色变化到绿色；且与铜离子的结合比为1∶1，即使有其他的金属离子存在，也不影响该探针对Cu2+的专一选择性. 值得注意的是，该探针在人工培养的细胞中成功的检测到了Cu2+的存在并带有相同的荧光改变. 由于探针中两个羰基的引入使得与萘环相连的两个氨基的供电子能力减弱，导致了探针在识别Cu2+过程中发生了50 nm的蓝移. 这种带有羰基的传感器的设计思路对其他金属离子荧光传感器的设计和发展有一定的启示作用. ZHANG等人[28]设计并合成了组氨酸和富含组氨酸蛋白质的一个高选择性比色和荧光增强的荧光分子探针15. 在中性稀的乙醇-水溶液中有20种天然氨基酸存在时，该探针可以高选择性和高灵敏度地识别组氨酸，且用肉眼可直接观察到溶液颜色由棕红色变成浅绿色；同时在537 nm处，该探针的荧光强度增大18倍，荧光量子产率增加99倍，是一个典型的荧光“关-开”型探针. 此外，该探针还可以检测到富含组氨酸的蛋白质并且成功应用到细胞内组氨酸和富含组氨酸蛋白质的检测，这预示着该探针具有一定的应用前景.JANG等人[29]设计并合成了一种水溶性的T1(纵向弛豫)核磁共振成像造影剂16，该探针以1,8-萘酰亚胺为荧光团其萘环的4-位和5-位引入了Gd3+离子的螯合剂DTTA(二亚乙基三胺四乙酸). 在金属离子溶液中，该探针选择性识别Cu2+，由于Cu2+的顺磁性导致探针荧光猝灭，然而随着Cu2+的加入该探针的T1核磁共振成像信号增强. 这个新型探针造影剂可以被应用于活细胞中游离Cu2+的检测，同时通过该探针的合成与应用将更大程度的激发研究人员去设计并发展新型的探针用于活细胞中游离金属离子的检测.李辉设计并合成了一系列3,4-二取代-1,8-萘酰亚胺衍生物荧光分子探针[30]，在甲醇-水溶液中研究了他们的光谱性能，发现4-位氨基连接喹啉的3,4-二氨基-1,8-萘酰亚胺荧光探针17对Cu2+表现出良好的选择性络合促进的荧光增强识别现象，其荧光强度增加约5倍. 该探针与Cu2+结合后导致萘酰亚胺4-位氨基上的氢离去，氨基的供电子能力增强，促进了ICT过程，其最大吸收峰红移100 nm，可直接观察到溶液颜色由黄色变成紫红色. 因此，该探针是一个Cu2+变色响应同时荧光增强的双通道检测探针分子. 同时，该探针与Cu2+结合所形成的配合物是NO的第一个基于邻苯二胺型比色荧光探针[31].基于萘酰亚胺独特的荧光化学性质，以萘酰亚胺为荧光团的荧光探针的研究已经成为了一个非常热门的研究领域，并且已初步应用于环境科学、生物学、分析化学等学科领域的研究. 目前虽然已有大量优秀的此类荧光探针被合成出来，并且其中部分性质优秀的探针已成功应用于细胞和生物体内金属离子、阴离子等的识别、检测和成像研究，但是如何更好地优化已有荧光探针的性能并进一步推进其在临床医疗、环境检测尤其是疾病诊断治疗等领域的实际应用，是我们所面临的一个重要问题. 此外，为了便于荧光探针的应用，实现荧光分子探针的集成化和非均相化也将是未来的研究重点.【相关文献】[1]朱维平, 徐玉芳, 钱旭红. 具有重要生物学意义的重金属及过渡金属离子荧光分子探针[J]. 化学进展. 2007, 19(9): 1229-1238.[2]马国春. 新型萘酰亚胺金属离子荧光探针的设计、合成及性能研究[D]. 天津: 天津大学博士学位论文, 2007.[3]赵同丰, 赵德丰, 于华云，等. 1,8-萘酰亚胺类荧光材料的进展[J]. 染料工业，1997, 34(1): 8-15.[4]王秀玲, 李亚明, 张华. 用于有机电致发光材料的萘酰亚胺类荧光染料的研究进展[J]. 染料与染色, 2005, 42(3): 1-4.[5]AEXIOU M S, TYCHOPOUK V, GHORBANIAN S, et al. 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Ratiometric fluorescent and colorimetric sensors for Cu2+ based on 4,5-disubstituted-1,8-naphthalimide and sensing cyanide via Cu2+ displacement approach [J]. Tetrahedron, 2010, 66: 1678-1683.[25]HUANG Junhai, XU Yufang, QIAN Xuhong. A red-shift colorimetric and fluorescent sensor for Cu2+ in aqueous solution: unsymmetrical 4,5-diaminonaphthalimide with N-H deprotonation induced by metal ions [J]. Org Biomol Chem, 2009, 7: 1299-1303.[26]HUANG Junhai, XU Yufang, QIAN Xuhong. A colorimetric sensor for Cu2+ in aqueous solution based on metal ion-induced deprotonation: deprotonation/protonation mediated by Cu2+-ligand interactions [J]. Dalton Trans, 2009： 1761-1766.[27]CHEN Xiufu, WANG Jingyun, PENG Xiaojun, et al. A ratiometric and exclusively selective Cu(II) uorescent probe based on internal charge transfer (ICT) [J]. Tetrahedron, 2011, 67: 4869-4873.[28]ZHANG Shenyi, YANG Chunmei, QIAN Xuhong, et al. Highly selective, naked-eye anduorescent “off-on” probe for detection of histidine/histidine-rich proteins and its application in living cell imaging [J]. Org Biomol Chem, 2012, 10: 1653-1658.[29]JANG J H, BHUNIYA S, KIM J S, et al. Cu2+-Responsive bimodal (optical/MRI) contrast agent for cellular imaging [J]. Org Lett, 2013, 15(18): 4702-4705.[30]李辉. 3,4-二取代-1,8-萘酰亚胺衍生物荧光分子探针的合成及性能研究 [D].齐齐哈尔：齐齐哈尔大学硕士学位论文，2011.[31]SUN Xiaolong, XU Yufang, QIAN Xuhong, et al. Copper-promoted probe for nitric oxide based on o-phenylenediamine: Large blue-shift in absorption and uorescence enhancement [J]. Anal Methods, 2012, 4: 919-922.。
荧光纳米探针的合成及其应用研究进展
第43 卷 第 1 期2024 年1 月Vol.43 No.11~18分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO （Journal of Instrumental Analysis ）荧光纳米探针的合成及其应用研究进展侯可心，丁晟，杨焜，王在玺，李钒*（军事科学院系统工程研究院，天津 300171）摘要：近年来涌现的荧光纳米探针独特的尺寸及结构赋予其优异的光稳定性、较高的荧光量子产率、可调的激发发射波长等众多优势，引起科研工作者的广泛关注。
荧光纳米探针作为一类重要的光响应性纳米材料在小分子及生物大分子检测、细胞成像、活体诊断等领域具有广阔的应用前景，有望成为传统有机荧光染料的理想替代物。
该文针对目前研究较多的量子点、金属纳米簇及金属-有机框架及其他纳米荧光探针，介绍了其结构组成、物理化学性质等基本性质，并着重阐述其主要合成方法以及在化学传感、生物医学等领域的应用及研究进展，最后对目前该领域的发展前景做出总结及展望。
关键词：荧光纳米探针；光响应性；量子点；金属纳米簇；金属-有机框架中图分类号：O657.3；G353.11 文献标识码：A 文章编号：1004-4957（2024）01-0001-18Research Progress of Design ，Synthesis and Application of Fluo⁃rescent Nanoprobe HOU Ke -xin ，DING Sheng ，YANG Kun ，WANG Zai -xi ，LI Fan *（Institute of Medical Support Technology ，Academy of System Engineering of Academy of Military Sciences ，Tianjin 300171，China ）Abstract ：In recent years the unique size and structure of fluorescent nanoprobe would give it excel⁃lent performances including good photo stability ，high fluorescence quantum yield and the adjustable length of the excitation and emission wavelengths ，and these advantages attract wide attention of re⁃searchers. Fluorescent nanoprobe as an important kind of photo -responsive nanomaterial is consid⁃ered promising in many fields such as small molecules detection ，biomacromolecules detection ，cel⁃lular imaging and real -time in vivo diagnosis ，and is expected to become an ideal substitute for tradi⁃tional organic fluorescent dyes. The aim of this review is to provide a survey on the research progress of the main materials such as quantum dots ，metal nanoclusters and metal organic frameworks ，in⁃cluding structure and physicochemical property ，especially the synthetic method and the application in chemical sensing and biomedical fields ，while finally make summary and prospect.Key words ：fluorescent nanoprobe ；photo -response ；quantum dots ；metal nanoclusters ；metal or⁃ganic frameworks 荧光探针作为一种荧光传感器，以荧光物质为指示剂，可通过荧光信号变化用于对特定分子的检测。
《2024年新型金属离子荧光探针的合成及性能和应用的研究》范文
《新型金属离子荧光探针的合成及性能和应用的研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，荧光探针作为一种高效、灵敏的检测工具，在生物医学、环境监测、材料科学等领域中发挥着越来越重要的作用。
其中，金属离子荧光探针以其独特的选择性和灵敏度，成为了研究领域的热点。
本文将重点介绍一种新型金属离子荧光探针的合成过程，并探讨其性能及实际应用。
二、新型金属离子荧光探针的合成本研究所合成的金属离子荧光探针采用了一种新型的配体结构，通过配位作用与金属离子结合，从而产生荧光信号。
合成步骤如下：1. 合成配体：以苯胺为原料，经过多步反应，成功合成出目标配体。
在合成过程中，需严格控制反应条件，以确保产物的纯度和收率。
2. 合成金属离子荧光探针：将配体与目标金属离子在适宜的溶剂中进行配位反应，得到新型金属离子荧光探针。
该过程需在室温下进行，以避免对探针性能的影响。
三、新型金属离子荧光探针的性能1. 选择性：该新型金属离子荧光探针对特定金属离子具有较高的选择性，能够在多种金属离子共存的情况下，实现对目标金属离子的高效检测。
2. 灵敏度：该探针的灵敏度较高，能够在较低浓度下实现对目标金属离子的检测。
同时，该探针具有较低的检测限，提高了其在低浓度环境下的应用价值。
3. 稳定性：该探针在溶液中具有较好的稳定性，能够在较长时间内保持其荧光信号的稳定性，有利于提高实验结果的准确性。
四、新型金属离子荧光探针的应用1. 生物医学领域：该新型金属离子荧光探针可用于细胞内金属离子的检测和成像。
通过将探针引入细胞内，实现对细胞内金属离子的实时监测，有助于研究细胞内金属离子的代谢和作用机制。
2. 环境监测领域：该探针可应用于水体中重金属离子的检测。
将探针加入水样中，通过观察其荧光信号的变化，实现对水体中重金属离子的快速检测和监测。
3. 材料科学领域：该探针可用于材料中金属离子的分析和鉴定。
通过将探针与材料进行反应，实现对材料中金属离子的检测和定位，有助于评估材料的性能和质量。
新型超分子化合物的合成分子识别自组装及应用新进展
新型超分子化合物的合成分子识别自组装及应用新进展作者：张来新马琳陈琦来源：《当代化工》2016年第01期摘要：简要介绍了超分子化学的产生发展及应用。
详细介绍了：超分子配体的合成及其应用；新型超分子配体的合成分子识别及应用；超分子金属配合物的合成及催化作用。
并对超分子化学的发展进行了展望。
关键词：超分子化合物；合成；分子识别；应用中图分类号：TQ 61 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）01-0129-03Recent Research Progress on Self-assembly and Application of Synthetic Molecular Recognition of New Supramolecular CompoundsZHANG Lai-xin，MA Li，CHEN Qi（Chemistry & Chemical Engineering Department， Baoji University of Arts and Sciences，Shaanxi Baoji 721013， China）Abstract： The generation， development， and application of supramolecular chemistry were introduced. Synthesis and applications of supramolecular ligands were discussed as well as synthetic molecular recognition of new supramolecular ligands and their application， synthesis and catalysis of supramolecular metal complexes. Future development trend of supramolecular chemistry was prospected in the end.Key words： Supramolecular compounds； Synthesis； Molecular recognition； Application超分子化学主要是研究由两个或两个以上的化学物种通过非共价键分子间作用力（如氢键、配位键、亲水键、偶极—偶极相互作用、范德华力、-堆积作用等）缔合在一起而形成的具有高度复杂性和一定功能的组织化的物质。
萘酰亚胺衍生物荧光探针的研究进展
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作者简介 ：滕明爽 ，１ ９ ８ ６年 １ ２月 出生 ，女 ，华东理工大学应用化学 硕 士生 ，从事精细中间体的合成研究 。 通信地址 ：上海市徐汇区梅陇路 １ ３ ０号 ，华东理工 大学徐汇校 区 实 验六楼 ２ １ ９室 ；邮 编 ：２ ０ ０ ２ ３ ７； Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ：ｔ ｅ ｎ ｇ ｍ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｍ。
极其 重要 的科 学 意 义 ｊ 。荧 光 分 析 方 法 灵 敏 度 高 、 平 面性 ；（ ２ ）具 有较 大 的共轭体 系 ；（ ３ ） 分子 结 构 选择 性好 、试样 量 小 ，在 分 析 化 学 、生 物 化 学 、医 中一端 为强 的供 电 子基 团 ，另 一端 有 强 的 吸 电子 基 Ｄ —Ａ” 体 系 。处 学 、临床 诊 断 、环 境科 学 等 学科 领 域 有 较 广泛 的应 团 ，所 以其 分 子结 构 中存 在着 “ 用 － ４ ］ 。由于多数 待测 物质 本身无 荧光 或荧 光较 弱 ， 于这样 体 系 中的电子 比较容 易 受 到光 的照 射而 发 生
・
２ ０ １ ０年 Ｏ ｌ ｇ ａ Ａ ．Ｆ ｅ ｄ ｏ ｒ ｏ ｖ ａ Ｈ 设 计 了 以萘 酰 亚 胺
为母体的镁离子和钡离子探针。当 Ｒ为 Ｈ的时候 ，
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０ １ ．
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滕 爽，篷 苤酰亚膣衍生物荧光探针 研究进展
２ ０ １ ３ 年２
为镁 离子 探 针 ；镁 离 子 进 人 冠 醚 环 ，导 致 荧 光 淬 的断裂 ，形成 了伯胺 ，使得探针 的荧 光 由弱变强 。
泛 的应 用前 景 。金 属离 子 、有 机 分 子 、生 物 大 分子
一种1,8-萘酰亚胺Cr 3+离子荧光探针的研究
× ０ ２０ １ ｏ Ｌ范围内，Ｄ １ 一 ． × ０ ｍ ｌ ／ Ｄ Ｎ荧光强度 （ ）与 Ｃ ’ Ｆ ， 离子浓度 ［ｒ ］ 良好 的线性关 系， Ｃ３ 呈 线性方程为 ，
＝
９３，５７＋ ４０．９３［ｒ ］相关系数 ｒ ｏ９７。检测 限为 ４３ １～ｍｌ 。 ４ ３２ １ ０２７ Ｃ， ， ０ ６ ＝ ．９６ ． × ０ ｏ Ｌ ／
一
种 １ ８萘 酰 亚胺 Ｃ３ 子 荧 光 探 针 的研 究 ，一 ｒ＋离
钱丽 丽， 张芝兰 ， 陈海杰 ， 徐冬梅 ， 张可达
（ 苏州大学材料与化学化工学部 ， 江苏省有机合成重点实验室 ， 江苏 苏州
’
２５２ ） １１３
摘要 ： ４硝基． ，－ 以 ． １８萘酐 、 ， Ｊ Ｍ二 甲基乙二胺为主要原料合成了一种荧光探针 ：－２－ Ｎ 二 甲基氨基 乙基） 『 ｖ ４（＇ Ｎ， ． 氨 基． ．２Ｎ， ． 甲基氨基 ） Ｎ（． Ｎ二 乙基． ，－ １８萘酰亚胺 （ Ｄ ） Ｄ Ｎ 。研究了其紫外可见吸收和荧光发射光谱。考 察了 Ｆ ’，
ＱＡ ｉｉＺ Ａ ＧＺ ｉａ ，ＨＥ ｉｉ，Ｕ Ｄ ｎ－ ｅ。 Ｚ Ａ Ｇ Ｋ －ａ Ｉ ＮＬ－ ，Ｈ Ｎ ｈ—ｎ Ｃ ＮＨａｊ Ｘ ｏｇｍ ｉ 。Ｈ Ｎ ｅｄ ｌ ｌ －ｅ
（ ｏｅｅｏ ｈｍ ｓｙ Ｃ ｅ ｃｌ ｎｉｅｒ ｇａ ｄＭ ｔ ａ ｃ ｎｅ Ｓｏｈｗ Ｕ ｉｅ ｉ 。 Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｉ ｒ， ｈｍ ａ Ｅ ｇ ｅｉ ｎ ａ ｒ ｌ Ｓ ｉ ｃ ， ｃ ｏ ｎｖｒｔ ｌ Ｃ ｔ ｉ ｎ ｎ ｅ ｓ ｅ ｉ ｃ ｓｙ Ｋ ｙＬ ｂｒｔ ｙ ｆ ｒａｉ Ｓｎｈｓ ａｇｕＰｏｉｃ ，ｕｈｕ２ ５ ２ Ｃ ｉａ ｅ ａｏａｏ ｇｎｃ ｙ ｔｅｉ ｏ Ｊ ｎｓ ｒｖ ｅ Ｓｚｏ １ １３，ｈｎ ） ｒｏＯ ｓｆｉ ｎ
铜离子荧光探针的研究进展
铜离子荧光探针的研究进展崔娜;张晓娟;王志明【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2017(25)4【摘要】高选择性、超灵敏性铜离子荧光探针的设计和开发,在环境检测、食品安全及人体内微量铜元素探测等领域具有重要意义.本文根据荧光分子探针对铜离子的识别机制和化学结构特点,从罗丹明、香豆素、芘基团、萘酰亚胺、氟硼吡咯及其他荧光基团等发色团出发,综述了近年来铜离子荧光探针的研究进展.参考文献27篇.%The design of high selectivity and sensitivity copper ion fluorescent probes are important in environmental monitoring, food safety and detection of trace copper ions in life.Based on the recognition mechanism and chemical structure in copper ion fluorescence probe, the relative research progress in recent years was summarized and introduced from their chromophore structurers, such as rhodamine, coumarin, pyrene, naphthalimide, BODIPYs and other fluorophores with 27 references.【总页数】9页(P360-368)【作者】崔娜;张晓娟;王志明【作者单位】沈阳工业大学石油化工学院,辽宁辽阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁辽阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁辽阳 111003【正文语种】中文【中图分类】O657【相关文献】1.铜离子比率荧光探针的研究进展 [J], 赵媛;陈涛;孙绍发2.铜离子荧光探针的研究进展 [J], 向雨秘;龙少波;朱勍3.吲哚衍生物铜离子荧光探针 [J], 耿化梅4.基于安替比林结构的新型比色-荧光探针的合成及对铜离子的选择性识别 [J], 黄辉;郑明豪;王瑞祥;李立清;李娟华;刘昆明5.氮硫掺杂石墨烯量子点荧光探针测定葡萄酒中铜离子的含量 [J], 邱競瑶;何岗;李欣;白文凤;金丽;张建坡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
荧光分子探针具有灵敏度高、选择性好、检出限低的微量分析技
荧光分子探针用于重金属离子的检测摘要环境问题已成为全球共同关注的一个热点，亦是我国经济和社会可持续发展面临的主要问题之一，对环境污染物的监测方法的研究已成为当今整个化学领域的一大热门。
在各种环境有毒物质中，重金属离子（尤是汞、铅、铬等离子）由于其对生命体系及整个水系的生态平衡的不可逆破坏（即使痕量存在）而尤为引人关注。
如何有效地检测这些重金属阳离子对于生物化学、环境科学以及医学等都有着重大的意义，同时也对现代分析化学提出了新的挑战。
荧光分子探针能够将分子识别的信息转换成能被感知的荧光信号，具有灵敏度高、选择性好、检出限低的微量分析技术，荧光化学传感器可以对单(多)种对象进行实时、在线检测等特点，克服了传统环境分析与监测手段步骤繁琐冗长、耗费大量试剂、不能实时在线分析的缺点，因而成为分析化学的研究热点。
然而，汞、铜等重金属离子对常见的荧光染料具有较强的淬灭效应，许多已报道的重金属离子荧光探针是基于荧光淬灭原理的。
荧光淬灭型探针相对于荧光增强型探针而言，具有背景信号大，灵敏度较低而不太适合用于生物样品的检测等缺点，设计合成荧光增强型重金属离子荧光探针是近年的研究热点和难点；比率型荧光探针通过记录两个荧光激发或发射峰的比值来实现对目标的检测，具有受环境因素的影响小，有利于增加响应范围，提高灵敏度等优势。
将探针分子连接在材料表面，可增加探针分子的负载量，并为探针分子进入细胞或组织提供良好的基础。
针对上述研究热点，为提高荧光分子探针在灵敏度、选择性及生物体系应用等方面的性能，我们选取罗丹明、萘酰亚胺、卟啉等为母体分子，设计合成了一系列用于重金属离子检测的新型荧光分子探针。
探针的响应信号包括荧光增强、比率型和荧光淬灭。
并选取两个特征化合物连接在材料上或者将特征化合物溶解于特殊材料中，实现了对目标离子高灵敏度、高选择性的检测以及对水溶液中目标离子的清除。
具体工作如下：1.设计并合成了以多取代酚-钌吡啶化合物为荧光探针用于Co2+的测定。
一种新型1,8-萘酰亚胺衍生物的合成及光谱性能研究
一种新型1,8-萘酰亚胺衍生物的合成及光谱性能研究张聿平;陆林华;徐冬梅【摘要】在温和的条件下合成了一种新型的化合物N-正丁基-4-(2-(2-羟乙基氨基)乙氨基)-1,8-萘酰亚胺(ABN).利用红外光谱、核磁和质谱表征了ABN的结构.在甲醇中,ABN的最大吸收波长为436 nm(摩尔消光系数为1.20×104 L/mol·cm),最大荧光波长为522 nm(荧光量子效率为0.509).随着溶剂极性的增加,ABN溶液的吸收和荧光发射光谱发生红移.在二甲基甲酰胺(DMF)/Britton-Robinson缓冲溶液[V(DMF)∶V(Britton-Robinson缓冲溶液)=1∶99]中,ABN的荧光强度随pH值减小而增强,并且在pH=6.73～9.61与pH值呈良好的线性关系.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2015(023)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】1,8-萘酰亚胺;紫外-可见吸收光谱;荧光光谱;pH探针【作者】张聿平;陆林华;徐冬梅【作者单位】苏州大学材料与化学化工学部,江苏苏州215123;苏州大学材料与化学化工学部,江苏苏州215123;苏州大学材料与化学化工学部,江苏苏州215123【正文语种】中文【中图分类】O625.631,8-萘酰亚胺及其衍生物因具有色泽鲜艳、荧光强烈、荧光量子效率高、光稳定性和热稳定性好、分子易于修饰等优点，而成为一类备受关注的功能材料，被广泛用于荧光染料和荧光增白剂[1]、荧光探针和传感器[2]以及光电材料[3]。
pH值在生命体系和生理活动以及工农业生产和环境等领域都起着重要的作用，其监测和控制意义重大[4]。
1,8-萘酰亚胺衍生物是一个典型的光诱导电子转移(PET) 体系，可以在其结构的4-位或5-位上引入不同的烷胺基调节PET过程，从而改变其对pH值的响应性[5-6]。
在温和的条件下将2-(2-羟乙基氨基)乙氨基引入到1,8-萘酰亚胺的4-位上，合成了一种新型的化合物N-正丁基-4-(2-(2-羟乙基氨基)乙氨基)-1,8-萘酰亚胺(ABN)，并研究了其光物理性能及其光物理性能对pH值的响应性。
新型萘酰亚胺衍生物的制备及其对曙红的荧光增强作用研究的开题报告
新型萘酰亚胺衍生物的制备及其对曙红的荧光增强作用研究的开题报告一、选题背景及意义荧光探针在分析化学、生物化学及材料科学等领域有着广泛应用。
红外荧光探针曙红对生物体内与外部环境中的离子、小分子等离子体及氧气等发生交互作用，因此成为生命科学研究和生命诊断的重要工具。
目前，人们已经从曙红分子本身出发，设计和合成了许多曙红衍生物，以提高其光学性质和生物学性能。
而新型萘酰亚胺衍生物具有很好的光物理性质、化学结构稳定性和生物性能，相信将能够对曙红的荧光增强作用产生积极的影响，因此，对萘酰亚胺衍生物对曙红荧光增强作用的研究具有重要意义。
二、研究目的本课题旨在合成新型萘酰亚胺衍生物，并探究其对曙红荧光的增强作用。
通过荧光光谱、分光光度法等手段，考察制备的新型萘酰亚胺衍生物的荧光增强性能，并探讨其工作机理，为设计和合成新型荧光探针提供理论指导。
三、研究内容及方法1、合成新型萘酰亚胺衍生物首先采用化学合成法制备新型萘酰亚胺衍生物，并通过红外光谱、核磁共振等分析手段对其结构进行表征。
2、荧光光谱研究利用荧光光谱仪测试样品荧光光谱，并通过比较与曙红的荧光增强效果，探讨新型萘酰亚胺衍生物对曙红荧光增强作用的影响因素。
3、理论探讨应用分光光度法等手段研究新型萘酰亚胺衍生物对曙红荧光增强作用的机理，并探讨其增强作用与化学结构、光物理性质等因素的关系。
四、预期成果及意义预计本课题将合成得到新型萘酰亚胺衍生物，并探寻其对曙红荧光增强作用的机制。
通过对其荧光光谱和分光光度学性质的研究，得出结构与性能之间的关系，为设计更好的荧光探针提供理论基础。
同时，本研究对于深入理解萘酰亚胺衍生物的光物理性质、化学结构稳定性和生物性能的影响以及曙红的荧光增强作用具有重要参考意义。
一种1，8-萘酰亚胺类铁离子荧光探针的合成和性能研究
一种1，8-萘酰亚胺类铁离子荧光探针的合成和性能研究姜思泉;周子彦【摘要】A novel fluorescent probe for the recognition of iron ions that utilizes naphthalimide as a luminescent group and schiff base as a recognizing group was designed and synthesized .The com‐pound was characterized by 1 H NMR and the luminescence behavior was investigated .A series of Host–Guest recognition experiments revealed that the new fluorescent probe exhibited excellent selectivity for iron ions among several common metal ions in T HF/H2 O (95/5 ,v/v ) solution ,Fe3+ could cause T HF‐water (95/5 ,v/v) solution of probe fluorescence quenching and the detec‐tion limit of Fe3+ was 8 .12 × 10-7 mol/L .%设计并合成了以1，8‐萘酰亚胺为发光基团，以希夫碱结构为识别基团的铁离子荧光探针，使用核磁共振氢谱对其结构进行了表征．研究了其发光性能，并对其作为荧光探针检测F e3＋进行了研究．研究发现在四氢呋喃T H F／H2 O （95／5，v／v ）体系中其对Fe3＋具有很高的选择性，加入Fe3＋会导致体系的荧光淬灭．该探针对Fe3＋的检出限可达到8．12×10－7 mol／L ，是一种很有前景的含水介质Fe3＋荧光探针．【期刊名称】《山东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P56-59,65)【关键词】1 , 8-萘酰亚胺;希夫碱;荧光探针;F e3 +【作者】姜思泉;周子彦【作者单位】山东理工大学化学工程学院，山东淄博255049;山东理工大学化学工程学院，山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】O625.63金属离子与环境科学、生命科学、医学等多个领域的关系都是十分密切的，其识别、检测在分析化学中也占据着重要的地位，尤其是生命科学中离子分析方向，更是人们所瞩目的前沿课题[1]. 铁作为地壳中含量第三的元素，其在含水介质中的定向检测和测量更是受到了极大的关注[2]. 铁离子在许多细胞水平上的生理代谢中起到了关键作用[3]. 当机体内铁离子浓度超出或低于细胞所需的浓度范围时就会扰乱生命系统的正常活动而使细胞中毒, 从而引起严重的铁代谢障碍疾病，比如阿耳茨海默氏老年痴呆病[4]，帕金森氏综合症[5]和其他神经退化性疾病[6]. 因此，对铁离子荧光传感器的研究对于环境及生命科学都具有重大的意义[7]. 与其他过渡金属如铜离子、汞离子相比，关于铁离子的荧光传感器的报道相对较少. Gao等人报道了以香豆素衍生物作为铁离子荧光探针，但无水的检测体系限制了其应用[8]. 铁离子由于顺磁特性，所报道的铁离子传感器绝大多都是荧光淬灭型的. 本文以1,8-萘酰亚胺为荧光基团，以希夫碱结构为识别基团，合成了一种新的荧光物质，并对其在含水介质中检测铁离子的能力进行了研究.1.1 试剂和仪器核磁共振波谱仪(AV-400 瑞士布鲁克)紫外-可见分光光度计(UV-3600 日本岛津)荧光分光光度计(F-380 中国港东) 数字熔点仪(WRS-1B 上海物光)数显智能控温磁力搅拌器(SZCL-A 郑州长城)真空干燥箱(DZF-6021 上海一恒)．4-溴-1,8-萘酐；80%水合肼；正辛胺；β-萘酚；六次甲基四胺；无水乙醇；乙二醇丁醚；冰乙酸；浓硫酸；所用试剂和溶剂为国内市售分析纯. 各种不同金属离子溶液的配制为: Ag+，Pb2+由其硝酸盐配制，其他金属离子由其氯化物配制．1.2 探针化合物的合成(图1)1.2.1 N-氨基-4-溴-1,8-萘酰亚胺(Inter-M1)的合成在装有搅拌磁子，恒压漏斗和回流冷凝管的100mL三口烧瓶中加入4-溴-1,8-萘酐 (0.75g，2.7mmol)，50mL无水乙醇，搅拌加热回流条件下缓慢加入80%水合肼(0.17g, 2.7 mmol)，加毕，回流反应过夜. TLC跟踪反应完全，趁热抽滤，用热无水乙醇洗涤滤饼(50mL×3).真空干燥，得淡绿色固体0.75g，产率95%. 1H NMR (氘代DMSO, TMS) δ：8.66~8.49 (m, 2H), 8.40~ 8.29 (m, 1H), 8.28~8.16 (m, 1H), 8.08~7.94 (m, 1H ), 5.81 (s, 2H).1.2.2 N-氨基-4-((N-正辛基)-氨基)-1,8-萘酰亚胺(Inter-M2)的合成在装有搅拌磁子和回流冷凝管的50mL三口烧瓶中加入Inter-M1 (0.29g, 1.0 mmol)，正辛胺(0.26g, 2.0 mmol)，20mL乙二醇丁醚，搅拌加热至回流反应3h. 反应结束后，冷却至室温，将反应液倾入到200mL蒸馏水中析出大量固体，剧烈搅拌1h后静置过夜，抽滤，得深黄色固体，滤饼用蒸馏水洗涤，真空干燥得产物0.28g，产率86%.1H NMR (氘代DMSO, TMS) δ： 8.73 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.45 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 8.27 (d, J= 8.3 Hz, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.69 (t, J = 7.1 Hz, 1H), 6.77 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 5.73 (s, 2H), 3.43 ~3.33 (m, 2H), 1.79~ 1.61 (m, 2H), 1.51~1.16 (m, 10H), 0.85 (s, 3H).1.2.3 2-羟基-1-萘甲醛(Inter-M3)的合成2.1 化合物1发光性能的研究1,8-萘酰亚胺类化合物在可见光下可以发出强烈的黄绿色荧光且具有较高的荧光量子产率，因此是最早被广泛研究的荧光类发光物质，并且已经广泛的应用于纺织、油墨、印染、涂料、染料等行业. 本方案设计合成的探针化合物1不仅具有1,8-萘酰亚胺骨架，并且含有C=N双键使其共轭链得到增强，因此也应该具有良好的发光性能.为了探究化合物1的发光性能，对化合物1在THF溶液中的发光光谱进行了测试，结果如图2所示，化合物1的最大激发波长λex为467nm，最大发射波长λem为512nm，这属于典型的萘酰亚胺衍生物的发射光谱. 为了研究化合物1的发光能力，使用相对值法对化合物1的荧光量子产率(φf)进行了测量，公式(1)如下：φfstand其中φfstand=0.55，nx和nstand分别为样品溶液和标准物溶液的折射率，Fx和Fstand分别为样品和标准物的荧光发射强度.标准物的成分是硫酸奎宁浓度为1.0×10-5mol·L-1的稀硫酸溶液，样品溶液是化合物1浓度为1.0×10-5 mol·L-1的THF溶液. 测量方法是分别测定两种溶液的紫外-可见吸收光谱，选取化合物1吸收曲线与硫酸奎宁标准曲线交点处的波长作为激发波长，测试化合物1的荧光发射光谱，得到其荧光发射光谱的强度，然后利用式(1)计算得到化合物1的荧光量子产率[10]. 化合物1的荧光量子效率的相关测试结果列于表1中.2.2 化合物1荧光探针性能的研究2.2.1化合物1的选择性研究通过研究发现，化合物1在不同溶剂中发射光谱和吸收光谱的研究，我们决定使用THF/H2O (95/5, v/v)系对化合物1的识别能力进行检测. 当1浓度为在25 μmol/L时，在溶液中加入过量的常见金属离子(包括Fe3+, Ag+, Ca2+, Cd2+, Fe2+, Ba2+, K+, Mg2+, Mn2+, Na+, Pb2+, Zn2+, Co2+)实验结果如图3所示，当加入过量的上述金属离子后，其他金属离子并没有对1的荧光发射产生明显影响，只有Fe3+对1的荧光发射产生了显著的影响. 当Fe3+加入到1的溶液中后，荧光强度剧烈下降，同时溶液颜色也由黄绿色变成深褐色，并且这个颜色变化可以用肉眼所观察到. 因此，化合物1表现出了对Fe3+特有的选择性，并且整个传感过程肉眼可见，因此1在比色传感Fe3+方面有潜在的应用空间.2.2.2 不同浓度的Fe3+对化合物1荧光光谱的影响为了进一步研究化合物1对Fe3+的传感性能，一系列的荧光滴定实验用以探究不同浓度的Fe3+对1荧光光谱的影响. 将不同浓度的Fe3+加入到化合物1浓度为25μmol/L的THF/H2O (95/5, v/v)溶液中，分别测定不同Fe3+浓度下体系的发射光谱，结果如图4所示，在Fe3+浓度在0~25μmol/L范围内，体系的荧光强度逐渐下降，当加入Fe3+浓度也为25μmol/L时，体系荧光几乎完全淬灭，继续增加体系中Fe3+含量对体系的发光影响基本不大，这说明化合物1与Fe3+是化合物1是1:1络合的. 同时，在Fe3+浓度为0~25μmol/L范围内，体系荧光强度与Fe3+和1的浓度比存在相对良好的线性关系，如图4插图所示，在[Fe3+]/[1]在0~1之间时，体系荧光强度呈线性下降，当[Fe3+]/[1]大于1时，体系荧光强度基本不发生变化. 这同样说明化合物1与Fe3+是1:1络合的.2.2.3 化合物1对Fe3+检出限的研究通过荧光滴定实验可以发现Fe3+可以导致探针化合物1发射光谱的线性淬灭，为了进一步研究1对Fe3+的传感性能，使用统计计量学的方法对Fe3+的检出限进行了研究.在化合物1浓度为10 μmol/L的THF/H2O (95/5, v/v)中分别加入不同浓度的Fe3+ (0.25，0.5，0.75，1.0，1.25，1.5，1.75，2.0，2.25，2.5μmol/L)，并分别测定其荧光光谱，结果如图5所示.在化合物1浓度为10μmol/L，Fe3+浓度为0~2.5μmol/L范围内，溶液体系的荧光强度随着Fe3+的线性增加而线性降低，其变化关系为F=239.72-24.21C(R=0.99674，N=11)，结果分析如下：线性方程组：Y =-24.21× X+239.72，R = 0.99674，S = 2.421×107，K=3.3 检出限(LOD)= K ×δ / S = 8.12×10-7 M.化合物1在THF/H2O (95/5, v/v)溶液中对Fe3+的检出下限为8.12×10-7 mol/L. 本文设计合成了一种以1,8-萘酰亚胺为发光基团，以C=N结构作为识别基团的一种希夫碱类化合物1，并通过核磁共振氢谱对其结构进行了表征. 研究了化合物1的发光性能，发现其在四氢呋喃溶液中的最大激发和发射波长分别为467nm和512nm，荧光量子效率为0.36. 研究了化合物1在THF/H2O (95/5, v/v)溶液中对常见的金属离子的识别能力，研究发现，体系中引入Fe3+能使化合物1的荧光完全淬灭，其他离子对1的发射强度影响不大，同时，随着Fe3+的加入量逐渐增大，1的荧光强度呈现线性下降. 通过统计计量学的方法对1检出Fe3+的下限进行了研究，发现1对Fe3+的检出下限达到了8.12×10-7mol/L，远远低于国家规定的Fe3+检测标准. 我们合成的探针是一种比色比率荧光探针，并且可以在含水介质中工作，其对Fe3+的选择性和高灵敏性使得其值得广泛推广.[1] 张平, 周程琳, 秦大斌. 同时探测Fe3+ 和Cu2+ 的荧光化学传感器的合成及性质研究[J]. 西华师范大学学报, 2012, 33(2): 189-191.[2] Yang L, Yang W, Xu D, et al. A highly selective and sensitive Fe3+ fluore scent sensor by assembling three 1,8-naphthalimide fluorophores with a tris(aminoethylamine) ligand[J]. Dyes Pi gments, 2013, 97: 168-174.[3] D′Autreaux B, Tucker N P, Dixon R, et al. A non-haem iron centre in the transcription factor NorR senses nitric oxide[J]. Nature, 2005, 437(7059): 769-772.[4] Connor J R, Menzies S L, St Martin S M, et al. A histochemical study of ir on, transferrin, and ferritin in Alzheimer’s diseased brains[J]. J Neurosci R es, 1992, 31(1): 75-83.[5] Hirsch E C, Faucheux B A. Iron metabolism and Parkinson′s disease[J]. M ov Disord, 1998, 13(1): 39-45.[6] Zhang P, Land W, Lee S, et al. Electron tomography of degenerating ne urons in mice with abnormal regulation of iron metabolism[J]. J Struct Biol, 2005, 150(2): 144-53.[7] 庄进. 用于铜、锌或铁离子检测的新型荧光探针分子合成及性能研究[D]. 南京: 南京师范大学, 2011.[8] Gao G Y, Qu W J, Shi B B, et al. A highly selective fluorescent chemosens or for iron ion based on 1H-imidazo [4,5-b] phenazine derivative[J]. Spectrochimica Acta Part A, 2014, 121: 514-519.[9] 邓继勇, 衷涌, 宋欣荣, 等. N-甲基-3,3-二甲基叫噪琳螺蔡并毗喃的合成[J]. 精细石油化工, 2007, 24(2): 46-49.[10] 高选民. 双官能团有机小分子电致发光材料的合成及性能研究[D].延吉：延边大学, 2009.【相关文献】1.2.4 探针化合物1的合成在装有搅拌磁子和回流冷凝管的100mL三口烧瓶中加入Inter-M2 (0.28g, 0.8 mmol)，Inter-M3 (0.18mg，1.0mmol)，催化剂量的冰乙酸和40mL无水乙醇.搅拌加热至回流反应2h，反应结束后，冷却至室温，析出黄色沉淀. 抽滤, 滤饼用无水乙醇重结晶，得淡黄色絮状固体0.38g，产率90.0%. 1H NMR (氘代DMSO, 400 MHz, TMS) δ (ppm) 12.72 (s, 1H), 9.79 (s, 1H), 8.80 (d, J = 8.4Hz,1H),8.54(d,J=7.2Hz,1H),8.47(d,J=8.8Hz,1H),8.36(d,J=8.8Hz,1H),8.11(t,J=9.2Hz,1H),7.96~7.94(m,2H),7.77(d d,J1=8.0Hz,J2=7.6Hz,1H),7.63(dd,J1=7.6Hz,J2=7.6Hz,1H),7.47(dd,J1=7.6Hz,J2=7.2Hz,1H),7. 32(d,J=8.8Hz,1H),6.86(d,J=8.4Hz,1H),1.75~1.71(m,2H),1.43~1.27(m,12H),0.86~0.84(m,3H).。
4-(氮杂-15-冠-5)-1,8-萘酰亚胺荧光探针的合成及性能研究
Ａｂ ｔａ ｔ － ｕｙ一一 ｚ 一５ｃｏ ｎ５一，一ａ ｈｈｌ ｄ （ ＡＣ ） ａ ｙ ｔｅｉｅ ｒ ｕ ｈｔｅｒａｔ ｎｏ ｓ ｃ Ｎ Ｂ ｔｌ （ ａ１ 一ｒｗ 一）１ ｎ ｐ ｔａ ｍｉｅ Ｂ Ｎ ｗ ｓ ｎｈ ｓ ｄｔ ｏ ｇ ｃ ｏ ｆ ｒ ４ ａ ８ ｉ ｓ ｚ ｈ ｈ ｅ ｉ
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关注【 １ 卜３ ．由于 ４氨基．， 萘酰亚胺具有 良好的荧光特 ． １一 ８ 性并且该分子易于化学修饰，近年来被广泛用于 多种荧 光 分子探 针 的合成［ ７ ４］ － ，我们在这方面 也取得 了一些进
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４（ － 氮杂－５冠－） ， 萘酰亚胺荧光探针的合成及性能研究 １ 一 ５－ ８ １－
郭祥峰 朱宝存 “ 刘媛媛 “ 张 宁 ６ 贾丽华 “ 钱旭红
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齐齐哈尔 １１０） ６０６ 大连 １ ６ １） １０ ２
物 在二氯 甲 烷溶液 中识 别 ｕ Ｎ 识别后吸 收光 谱和荧光光谱蓝移． 和 ａ，
关健词 氮杂冠醚； 萘酰亚胺； 荧光探针； 合成
Ｓ ｎｈ ｓ ｎ ｒｐ ｒｅ ｆ －ｕｙ－一 ｚ 一５ｃｏ ｎ５－，－ ｙｔｅ ｉａ ｄＰｏ ｅｔｓｏ Ｂ ｔｌ （ ａ１ －ｒｗ －） ８ ｓ ｉ Ｎ ４ａ １
金属 离 子荧光 分子探针 作 为有广 泛应 用价值 的敏
亚胺香豆素类荧光探针及其金属配合物的研究
亚胺香豆素类荧光探针及其金属配合物的研究亚胺香豆素类荧光探针及其金属配合物的研究引言：荧光分析技术在现代化学、生物学和材料科学等领域起着重要作用。
荧光探针作为一种重要的分析工具，具有高灵敏度、高选择性和便捷性等优点，被广泛应用于生物传感、环境监测以及多种分析领域。
亚胺香豆素类荧光探针由于其良好的荧光性能和结构多样性，在金属离子分析中也展现出了很大潜力。
一、亚胺香豆素类荧光探针的特点和分类亚胺香豆素类分子结构中的苯环系统和氮杂环使其具有良好的光电性质，例如荧光性能和荧光稳定性。
亚胺香豆素类荧光探针可以通过改变芳环周围的取代基团、引入不同的金属配体等方式进行结构调整，从而实现对不同金属离子的高选择性和高灵敏度检测。
根据亚胺香豆素类荧光探针对金属离子的亲和性，可将其分为两大类：金属离子识别探针和金属离子灵敏荧光探针。
二、亚胺香豆素类荧光探针的合成与表征亚胺香豆素类荧光探针的合成方法多样，常见的方法包括偶合反应、交叉偶合反应以及环化反应等。
合成得到的化合物可以通过质谱、核磁共振等手段进行表征。
另外，荧光性能的测试也是不可或缺的一环，可以通过荧光光谱仪进行测试，得到其发射光谱和量子产率等信息。
三、亚胺香豆素类荧光探针的金属配合物通过引入亚胺香豆素类荧光探针和选择性配体，可以构筑出高度选择性和灵敏度的金属离子探针。
亚胺香豆素类荧光探针与金属离子的配位反应一般是通过亲硝基、亲硝酮、亲酮等位点进行配位形成配合物，从而改变荧光特性。
这些金属配合物可以被应用于金属离子的检测、传感和成像等方面。
四、应用与展望亚胺香豆素类荧光探针及其金属配合物在生物传感、环境监测等领域展示出广阔的应用前景。
例如，通过合理设计亚胺香豆素类荧光探针，可以实现对生物体内重要金属离子的高选择性和高灵敏度检测，为生物样品的分析提供了一种高效、准确的方法。
此外，亚胺香豆素类荧光探针的应用还可以扩展到纳米材料的制备和传感器的构建等领域。
结论：亚胺香豆素类荧光探针及其金属配合物的研究为金属离子的高选择性和高灵敏度检测提供了新的途径。
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新萘酰亚胺类荧光分子探针的合成及对金属
离子的识别
新萘酰亚胺类荧光分子探针的合成及对金属离子的识别
引言：
荧光分子探针广泛应用于生物分析、环境监测等领域，对于金属离子的高灵敏、高选择性识别具有重要意义。
新萘酰亚胺类荧光分子是一类具有良好荧光性能的分子，其合成及对金属离子的识别一直受到研究者的关注。
本文将介绍新萘酰亚胺类荧光分子探针的合成方法和在金属离子识别中的应用。
一、新萘酰亚胺类荧光分子的合成方法
新萘酰亚胺类荧光分子的合成多采用简单的化学合成方法，主要包括新萘酰亚胺的合成及其官能团化合物的合成两个步骤。
1.新萘酰亚胺的合成
新萘酰亚胺是新萘酰亚胺类荧光分子的重要结构单元，其合成方
法有多种。
一种常用的方法是利用新萘与酰亚胺反应制得新萘酰亚胺。
将新萘与相应的酰氯反应，生成新萘酰氯，再与胺反应，生成新萘酰
亚胺。
该方法反应条件温和，产率较高。
2.官能团化合物的合成
为了提高新萘酰亚胺类荧光分子对金属离子的选择性识别能力，
可以在新萘酰亚胺分子结构上引入官能团化合物。
这些官能团可以通
过简单的化学反应引入，比如烷基化、酯化、酰化等。
此外，还可以
通过改变新萘酰亚胺的配体结构，如引入不同的取代基，进一步调节
分子的荧光性能和金属离子识别性能。
二、新萘酰亚胺类荧光分子对金属离子的识别机制
新萘酰亚胺类荧光分子对金属离子的识别主要基于阴离子与金属
离子的相互作用。
一种常见的机制是通过阴离子与金属离子形成配位键，从而改变分子的荧光性质。
比如，当新萘酰亚胺类荧光分子与金
属离子形成配合物时，分子间的空间构型发生改变，阴离子与金属离
子之间的相互作用力增强，从而导致荧光强度的改变。
三、新萘酰亚胺类荧光分子在金属离子识别中的应用
新萘酰亚胺类荧光分子在金属离子识别中显示出了良好的性能。
以铜离子为例，铜离子是生物体内重要的金属离子，其含量的检测对
于环境监测和生物分析具有重要意义。
研究表明，新萘酰亚胺类荧光
分子可以与铜离子形成高度选择性的配合物，从而实现对铜离子的高
灵敏、高选择性识别。
实验研究表明，新萘酰亚胺类荧光分子的对铜离子的识别基于阴
离子与金属离子的相互作用。
分子结构中的官能团（如羧基）可以与
铜离子形成配位键，从而强化荧光分子与金属离子的相互作用。
通过
改变分子的结构和官能团，可以调节分子对铜离子的识别性能，从而
实现对不同浓度的铜离子的灵敏检测。
结论：
新萘酰亚胺类荧光分子是一类具有良好荧光性能的分子，其合成
及对金属离子的识别在生物分析、环境监测等领域具有重要应用价值。
本文介绍了新萘酰亚胺类荧光分子的合成方法和对金属离子的识别机制，并以铜离子为例，说明了新萘酰亚胺类荧光分子在金属离子识别
中的应用。
随着对新萘酰亚胺类荧光分子性能的深入研究，相信其在金属离子识别领域将有更广阔的应用前景。