基于罗丹明B的阳离子荧光探针的研究
罗丹明荧光探针的设计、合成及光谱研究
罗丹明荧光探针的设计、合成及光谱研究【摘要】：罗丹明类荧光染料具有独特的结构特性和突出的光物理性质,即在螺环状态下表现为非颜色和非荧光性质,而与客体分子作用生成其开环结构后表现为明显的颜色变化和荧光释放特性。
将反应位点与罗丹明生色团相结合,设计出大量的基于罗丹明衍生物的荧光探针,不仅能够运用于识别传感阳离子,而且能用于阴离子、活性氧物质和中性分子的传感识别。
本论文在总结前人工作的基础上,设计开发了四个基于罗丹明衍生物的荧光探针：罗丹明—吡啶甲酰肼衍生物、罗丹明—水杨甲酰肼衍生物、罗丹明—萘酰亚胺衍生物和罗丹明—吡啶腙衍生物。
通过客体与探针分子作用后产生的独特光谱变化,采用荧光发射和紫外—可见光谱详细地研究了其传感性能,主要研究内容如下：将罗丹明和吡啶甲酰肼相结合得到了探针分子2-1,不仅能够通过与Cu2+的配位作用实现了在水溶液中对Cu2+的高选择性和高灵敏性的检测,而且利用C1O能定向氧化甲酰肼基团实现了对ClO的识别传感。
实验结果表明,在乙腈/Tris-HC1(pH=7.0)缓冲溶液中,探针2-1与Cu2+形成了1：1的络合物并且结合常数为1.79×106M-1(R2=0.994),具有非常高的检测限(1nM)。
在甲醇/Na2B407-NaOH(pH=12.0)缓冲溶液中对C1O-也显示出了很好的识别性能,其检测限可以达到1nM。
相比于其它已经报道的Cu2+或C1O-荧光探针,这是第一个能在一个小分子中同时检测这两种离子的化学传感器。
采用荧光”turn-on”策略来设计罗丹明铜离子配合物的CN-荧光传感器是非常困难的。
因为氰离子会将配合物中的Cu2+取代,生成没有颜色也没有荧光的罗丹明关环结构。
将做为发色团的罗丹明B与水杨甲酰肼相连,我们设计合成了一个能够通过配位模式,导致荧光释放来传感识别氰离子的荧光探针3-1。
化合物先与Cu2+发生配位作用并导致了明显的紫外吸收光谱变化,其与Cu2+的结合常数为1.7×107M-1。
《基于罗丹明B的铋离子荧光传感器的合成及其性能研究》范文
《基于罗丹明B的铋离子荧光传感器的合成及其性能研究》
篇一
一、引言
近年来，随着环境监测和生物医学的快速发展，离子荧光传
感器的研究已成为科研领域的重要课题。
铋离子（Bi3+）作为一种对人体和环境有潜在危害的微量元素，其快速、灵敏的检测技术成为了迫切的需求。
罗丹明B作为一种常见的荧光染料，因其
优异的化学稳定性及较高的量子产率在离子检测方面表现突出。
基于上述原因，本论文将深入探讨基于罗丹明B的铋离子荧光传
感器的合成方法及性能研究。
通过改进罗丹明B与铋离子相互作用，从而为高效检测铋离子提供新型荧光传感器。
二、基于罗丹明B的铋离子荧光传感器的合成
本文通过优化合成条件，采用简单、高效的方法成功合成了
基于罗丹明B的铋离子荧光传感器。
首先，将罗丹明B进行结构
修饰，与合适的化学配体进行耦合反应，进一步生成对铋离子具有特异性识别作用的荧光探针。
通过表征分析，确定该探针具有优异的稳定性与光学性质。
三、性能研究
研究通过光谱法分析铋离子荧光传感器对铋离子的选择性识
别与定量测定，详细考察了不同条件下荧光强度与铋离子浓度的
关系，得出其响应范围及检测限等关键参数。
实验结果表明，该传感器具有高灵敏度、高选择性及良好的可重复利用性。
四、结论
本论文成功合成了一种基于罗丹明B的铋离子荧光传感器，并对其性能进行了深入研究。
该传感器在环境监测和生物医学等领域具有潜在的应用价值。
基于罗丹明B的阳离子荧光探针的研究
基于罗丹明B的阳离子荧光探针的研究.1分子荧光产生的原理当用紫外或可见光照射某些物质时，这些物质吸收某种波长的光后会发射出波长和强度各不相同的光线，当停止照射后，这种红光也随之消失，这种光被称为荧光汇1.2〕。
对荧光产生原理和条件直到十世纪中期才弄清楚。
GorgeGStokes在1852年详细考察了奎宁和叶绿素的荧光后，首先确定和报告了他们的荧光波长总比激发波长要长。
他还研究了荧光强度和荧光物质浓度的关系，发现在高浓度时荧光会淬灭，他也发现荧光可以被外部物质淬灭，从而建议利用荧光达到检测的目的。
由AlexanderJabfonski在1935年提出的荧光产生的过程图，常被称为Jabfonski图131(见图 1.1)。
通常情况下，荧光试剂分子处于基态，吸收光后，试剂分子的电子被激发而处于激发态，基态和激发态都有单重态和三重态两种类型。
S为电子自旋量子数的代数和，其数值为O或1。
S为O时，Fig.1.1JalllonskidiagramforaPhotolu刀。
刃。
eseentsystem分子内轨道中的所有电子自旋配对，自旋方向相反，此时分子处于单线态，大多数有机物分子的基态是处于单线态。
分子吸收光能后，电子越迁到高能级，电子自旋方向不变，此时分子处于激发单重态。
S。
，51，52，.…，表示分子的基态和第一，第二，…，激发单重态，能量由低到高。
如果处于基态单重态的有机物分子的电子在跃迁过程中伴随有电子自旋方向的变化，在激发态分子轨道中就有两个自旋不配对的电子，此时S=l，表明分子处于激发态的三重态，用T表示，Tl，T:分别表示三重态的第一第二激发态，分子中的电子从基态S0跃迁到激发态51，52，比较容易发生，进行很快(10飞)，而从基态单重态到激发三重态不易发生。
高能量的单重态激发态分子(如S:)可以与其它同类分子或溶剂分子碰撞通过内转换回到激发态的最低能级51，这一过程为10一，25，处于激发态最低能级的分子寿命一般为10礴一10一ss，它们会放出光子返回基态，这时产生的光就是荧光。
一种新型基于罗丹明B选择性检测食品中铬离子的荧光探针的研究
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/F0in aqueous solutions^M_4Picrochemical Mournal2868627;?@73;4^88_PHLURQJ T2]LKDR]2OX O2et al4D sensitive ratiometric fluorescent chemosensor for visual and wearable mercury/B0recognition in river prawn and water samples^M_4Iood Fhemistry286892:6>@79;8774^89_KDVDQ P2DEX L P V2PLKLU V2et al4a fluorescein383/pyridin383ylmethoxy0benzaldehyde conjugate for fluorogenic turn3on recognition of hg81in water and living cells with logic gate and memory device applications^M_4Lnorganica Fhimica Dcta286882;:9@7877<;4/3Hs。
罗丹明B类衍生物荧光探针的研究进展
—２８９ —
（ ， ）范围内，检出限 ８０ × １０ －６ ｍｏｌ ／ Ｌ Ｒ ＝ ０． ９９６８ ｎ ＝ １７ 酰胺作为Ｈｇ２ ＋ 识别单元，所提出的探针对Ｈｇ２ ＋ 表现
为 。 ２． ０１ × １０ －７ ｍｏｌ ／ Ｌ
出独立的超灵敏响应，并且表明游离的探针在活细胞
荧光探针 ３ Ａｌ３ ＋
中维持其螺环形式。作者新设计的探针可以透过细 胞，并且可用于活体中Ｈｇ２＋ 的成像细胞，具有高灵敏
荧光探针 １ Ｃｕ２ ＋
的加入，其表现出双光子荧光增强特性是随着Ｆｅ３ ＋ 的加入而使荧光强度增加了１１２ 倍。双光子荧光探
Ｘｕ［３］等以罗丹明Ｂ 和氨基硫脲基团设计合成了 Ｃｕ２＋ 荧光探针。结果表明，该探针可以在乙腈水溶 液中对Ｃｕ２＋ 特异性识别。其识别机理为基于罗丹明 Ｂ 螺内酰胺开环与闭环的荧光变化。当有Ｃｕ２＋ 的加 入后，探针分子的离域形成一个π 共轭体系而使荧 光强度增强。该探针具有灵敏度高的优点。由于 Ｃｕ２＋ 引起的荧光淬灭使罗丹明Ｂ 开环，该探针用于 水中Ｃｕ２＋ 浓度的测定，效果良好。
Ｌü［４］等开发了一种基于罗丹明衍生物的螺内酰 胺开环反应的新型“启动”荧光探针，可用于检测活 细胞中Ｃｕ２＋ 的荧光成像。作者为了检验该探针在生 物学研究中的实际应用，在活细胞中进行了细胞毒性
针由于具有近红外激发、避免荧光漂白和光毒性、减 少组织自发荧光干扰等特点而备受关注。他们用这 种探针成功地检测活细胞中Ｆｅ３＋ 含量，因此可作为 Ｆｅ３ ＋ 荧光探针。
荧光探针法快速检测果汁中罗丹明B残留量
荧光探针法快速检测果汁中罗丹明B残留量梁宇;黄世江;王超海;程定玺【期刊名称】《食品科学》【年(卷),期】2012(033)018【摘要】建立以伊红Y为荧光探针测定罗丹明B残留量的荧光光谱法。
在pH6．8的Sqbrensen缓冲溶液中，一定浓度的阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）能使阴离子染料伊红Y的荧光强度显著增强，当加入一定量的罗丹明B后其荧光发生猝灭，且猝灭程度在一定范围内与加入的罗丹明B浓度呈正比。
通过改变单因素，优化实验条件，获得的线性范围为0～0．9mg／L，检出限为0．0016mg／L，回收率为101．3％～113．7％，相对标准偏差为2．76％～4．98％。
该方法具有简便快捷、选择性好、灵敏度高等优点，适用于果汁饮料制品中罗丹明B的检测。
【总页数】3页(P258-260)【作者】梁宇;黄世江;王超海;程定玺【作者单位】河南师范大学化学与环境科学学院,河南新乡453007 新乡学院化学与化工学院,河南新乡453003;河南师范大学化学与环境科学学院,河南新乡453007;新乡学院化学与化工学院,河南新乡453003;河南师范大学化学与环境科学学院,河南新乡453007【正文语种】中文【中图分类】O657.3【相关文献】1.低共熔溶剂萃取荧光法快速检测辣椒油中的罗丹明B [J], 林纯忠;王韦达;陈美婷;刘慧强;张清;杜业刚;;;;;;2.超高效液相色谱荧光法检测调味品中罗丹明B残留量 [J], 缪璐;郭振华;莫佳琳;温韬;干宁军3.低共熔溶剂萃取荧光法快速检测辣椒油中的罗丹明B [J], 林纯忠;王韦达;陈美婷;刘慧强;张清;杜业刚4.液相色谱-串联质谱法检测食品中罗丹明B的残留量 [J], 白旭东;孙晓娟;谷岩5.一种快速检测中药材中二氧化硫残留量的荧光探针的合成及其应用 [J], 周琳;刘巍;狄斌;陈金龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
罗丹明类阳离子荧光探针
阳离子广泛地存在于自然界中，其中的一些元 素在生命过 程 中 具 有 非 常 重 要 的 功 能 。 在 过 去 45 年里阳离子检测 在 化 学 、 环 境 科 学、 生 物 学、 临床诊 断、 医学等领域已经变得非常重要， 科学家们利用不 同原理设计 开 发 出 大 量 阳 离 子 荧 光 探 针
2+ 设计合成了 Cu 荧光探针 1 ， 此探针在乙腈 -水溶液 2+ 高 选 择 性 识 别 Cu ， 在不受其他离 中可以 高 灵 敏 、
子干 扰 的 情 况 下， 可 以 检 测 到 浓 度 低 于 25nM 的 Cu 2 + 。 络合 Cu 2 + 前 探 针 1 没 有 颜 色， 荧 光 也 很 弱，
氧杂蒽染料系列 。 罗丹明类染料的一般结构如图式 1 所示 。 它们一般在可见光区具 有 高 的 摩 尔 消 光 系 数， 很多衍生物 会 发 射 强 荧 光 。 吸 收 和 发 射 性 能 主 要受氧杂蒽母体上的取代基影响
［ 2］
。
图式 1
罗丹明染料的分子结构 Molecular structure of rhodamine dyes
［ 16 ］
、 金属 等测
离子
［ 10 — 12 ］
［ 13 — 15 ］
、 温度
［ 后， 在不同的细胞生理过 程中铜作 为 催 化 辅 助 因 子 起 着 很 重 要 的 作 用 。 但 是， 在生物体内摄入过量的铜也会产生毒性， 任何不 甚至 正常的铜的摄取都 会 导 致 生 长 和 代 谢 的 紊 乱， 引起严重的疾病和 死 亡， 所以采用荧光探针的方法 尤其是 跟 踪 其 在 化 学 反 应 和 生 命 活 动 检测铜离子， 中的作用过程就变成一件很有意义的事情 。 到目前 为止， 报道的铜离子荧光探针有很多 。 但是， 由于二
BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针的研究的开题报告
BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针的研究的开题报告
BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针是目前研究使用最广的生物传感器之一。
它们具有高敏感性、高选择性、高稳定性等优点，可以用于监测生物体内有机阳离子的浓度变
化以及细胞膜释放等生物学事件。
因此，这些探针在生物医学领域中具有广泛的应用
前景。
本研究将重点探讨BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针的研究，并深入阐述其在生物
医学领域中的应用。
具体内容如下：
1. BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针的原理及性质分析。
通过对相关文献的查阅和
实验数据的分析，探讨BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针的基本结构、运作原理、
荧光特性等。
2. 合成并优化BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针的方法。
根据化学反应条件的不同，确定最佳的合成方法和操作流程，保证合成的探针具有较高的荧光强度、选择性和灵
敏度等性质。
3. 优化探针的性能以提高其生物传感效果。
分析探针的反应机理，探讨不同传感器载
体的作用，并根据具体需求调整探针的结构，以提高探针的性能和生物传感效果。
4. 研究探针在生物医学领域中的应用。
通过对探针在药物筛选、生物分析和成像等领
域中的应用及效果进行分析和总结，探讨其在生物医学领域中的应用前景。
通过以上几方面的研究，本研究将为BODIPY和罗丹明类阳离子荧光探针以及类似荧
光探针的开发提供良好的基础和理论支撑。
同时，本研究结果将有助于在生物医学领
域中利用这些探针实现快速、准确、无创、低成本的生物检测与成像。
一种基于罗丹明B衍生物的多通道荧光探针及制备方法与应用[发明专利]
![一种基于罗丹明B衍生物的多通道荧光探针及制备方法与应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/32b2b5fa52d380eb63946dc4.png)
专利名称：一种基于罗丹明B衍生物的多通道荧光探针及制备方法与应用
专利类型：发明专利
发明人：赵红,薛兴颖,江道勇,张晗,贺祖茂,杨买娥
申请号：CN201711006813.1
申请日：20171025
公开号：CN107652299A
公开日：
20180202
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于罗丹明B衍生物的多通道荧光探针及制备方法与应用，该荧光探针的化学式为CHNO；制法包括按摩尔比为0.25～1:1将罗丹明B与水合肼混合制得化合物A，再将该化合物A与乙二醛按摩尔体积比为0.25～1:1混合，制得化合物B；将化合物B与二氨基马来腈按摩尔比0.25～1:1溶于无水乙醇中，加入2‑3滴冰醋酸，经搅拌回流、蒸馏及分离后，制得该多通道荧光探针。
该荧光探针应用于三价金属离子和Hg离子检测。
本发明的显著优点为:该荧光探针能够在同一溶剂环境对Fe、Cr、Al与Hg的荧光增强识别，检测灵敏度高。
申请人：东南大学
地址：210088 江苏省南京市浦口区泰山新村东大路6号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：许云花
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基于罗丹明B荧光的pH传感技术研究
Science and Technology & Innovation｜科技与创新2024年第01期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.01.020基于罗丹明B荧光的pH传感技术研究＊宋雪平，张巍巍（南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室，江西南昌330063）摘要：针对传统pH检测技术检测精度低、抗干扰能力差、检测目标受限等问题，设计了一种荧光式pH传感系统，利用罗丹明B作为荧光探针，实现了对pH值的传感，并进行了重复性实验。
结果表明，荧光特征参量荧光强度、荧光积分强度比和荧光谱带重心随pH单调变化，进而计算得出了荧光光强等参量随pH变化的传感方程。
传感系统具有更高灵敏度、低成本、易操作的优点，具有良好的可推广性。
关键词：荧光光谱；pH传感；荧光积分强度比；荧光谱带重心中图分类号：TH823 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）01-0073-02pH值这个概念是由丹麦生物化学家于1909年提出的，用于描述溶液酸碱程度的指标，常用于描述水溶液的酸碱性。
在生物医学、环境检测、食品安全等领域中，准确的pH检测至关重要[1-3]。
目前常见的pH检测方法有pH指示剂、pH试纸、电化学法。
其中，pH指示剂法通过观察指示剂在不同pH值下的颜色变化来确定溶液的酸碱性。
pH试纸和pH指示剂类似，也是通过观察颜色来判断酸碱性，将pH试纸浸入待测溶液，等待3 s后，迅速将pH试纸与标准比色卡对比，从而判断pH值。
这2种方法的共同缺点是对颜色的判断因人而异，不同的人看的结果可能存在差异，这直接导致pH测量的结果存在差异，因此这2种方法测量的pH值精确度较低。
电化学法的原理是基于电极在不同pH值下的电势响应，通过测量电势差来确定溶液的酸碱性质[4]。
相对于指示剂和试纸，氢离子质量浓度检测更客观。
但是电化学法易受温度、电极电位等因素干扰，电极会逐步消耗，故测量精度受限。
并且在极端条件下，强酸强碱检测溶液不适合测量。
基于罗丹明B、四亚乙基五胺和异硫氰酸苯酯的荧光探针及其制备方
专利名称：基于罗丹明B、四亚乙基五胺和异硫氰酸苯酯的荧光探针及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：徐冬梅,洪苗苗
申请号：CN201410341369.9
申请日：20140717
公开号：CN104098582A
公开日：
20141015
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了基于罗丹明B、四亚乙基五胺和异硫氰酸苯酯的荧光探针及其制备方法和应用。
具体而言，本发明首先使罗丹明B与四亚乙基五胺反应以形成性质稳定的螺环酰胺结构并引入含氮桥联片段，再与异硫氰酸苯酯反应以引入硫原子。
利用汞离子的亲硫性，通过上述方案获得的新型罗丹明B-苯基硫脲衍生物RPTU的每一个分子能够结合四个汞离子，因而具备较高的选择性和检测灵敏度。
该荧光探针分子可以在中性缓冲溶液，特别是水相中进行检测，还可以检测来自氯化汞的汞离子，具有更好的实用性。
申请人：苏州大学
地址：215137 江苏省苏州市相城区济学路8号
国籍：CN
代理机构：苏州创元专利商标事务所有限公司
代理人：陶海锋
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一种基于罗丹明b衍生物的多通道荧光探针及制备方法与应用
一种基于罗丹明b衍生物的多通道荧光探针及制备方法与应用嘿，朋友们！今天我要给你们讲个超酷的东西——基于罗丹明b衍生物的多通道荧光探针。
这玩意儿就像是荧光世界里的超级特工，有着各种神奇的本领。
先来说说这罗丹明b衍生物，它就像是荧光界的魔法原料。
制备这个多通道荧光探针的时候啊，就像是在做一道超级复杂又超级有趣的魔法料理。
首先呢，得把各种原料准备好，那些原料就像是一群小士兵，在反应容器这个战场上准备大干一场。
制备方法有点像一场精心编排的舞蹈。
各种化学试剂要按照特定的顺序和比例加入，就像舞蹈演员要按照编排好的舞步依次登场。
比如说，要在合适的温度下进行反应，这个温度啊，就像是指挥这场化学舞蹈的指挥家手中的指挥棒，稍微偏差一点，整个舞蹈就乱套啦。
这多通道荧光探针一旦制备成功，那可不得了，就像孙悟空有了火眼金睛一样。
它可以在不同的环境下，像在酸性环境里，就像是一个敏锐的酸侦探，荧光颜色会发生特定的变化。
在金属离子的环境中呢，又像是金属离子的追踪小能手，能准确地捕捉到它们的存在并且通过荧光信号告诉我们，就好像是在和金属离子玩捉迷藏，它总能一下子就把对方找到。
它的应用那更是广泛得不像话。
在生物检测领域，它就像是一个小小的生物间谍，悄无声息地潜入细胞内部，探测细胞内的各种信息。
不管是检测细胞内的酸碱度变化，还是发现那些隐藏起来的有害物质，它都能轻松搞定。
就像一个无所不能的小侦探，在微观世界里穿梭自如。
在环境检测方面，这个多通道荧光探针就像是一个环境卫士。
如果有污染物质像小偷一样偷偷潜入环境中，它立马就能通过荧光信号发出警报。
无论是水里的重金属污染，还是空气中的有害气体，它都能像嗅探犬一样敏锐地察觉到。
而且啊，这个探针的多通道特性就像是拥有好几把不同的钥匙，可以打开不同的检测之门。
每一个通道都像是一个独特的信号通道，就像收音机的不同频道一样，各自传递着独特的信息。
它的稳定性也是杠杠的，就像一个坚强的小战士，不管是在复杂的化学环境还是物理环境中，都能坚守岗位，稳定地发挥自己的荧光探测功能。
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基于罗丹明B的阳离子荧光探针的研究.1分子荧光产生的原理当用紫外或可见光照射某些物质时，这些物质吸收某种波长的光后会发射出波长和强度各不相同的光线，当停止照射后，这种红光也随之消失，这种光被称为荧光汇1.2〕。
对荧光产生原理和条件直到十世纪中期才弄清楚。
GorgeGStokes在1852年详细考察了奎宁和叶绿素的荧光后，首先确定和报告了他们的荧光波长总比激发波长要长。
他还研究了荧光强度和荧光物质浓度的关系，发现在高浓度时荧光会淬灭，他也发现荧光可以被外部物质淬灭，从而建议利用荧光达到检测的目的。
由AlexanderJabfonski在1935年提出的荧光产生的过程图，常被称为Jabfonski图131(见图 1.1)。
通常情况下，荧光试剂分子处于基态，吸收光后，试剂分子的电子被激发而处于激发态，基态和激发态都有单重态和三重态两种类型。
S为电子自旋量子数的代数和，其数值为O或1。
S为O时，Fig.1.1JalllonskidiagramforaPhotolu刀。
刃。
eseentsystem分子内轨道中的所有电子自旋配对，自旋方向相反，此时分子处于单线态，大多数有机物分子的基态是处于单线态。
分子吸收光能后，电子越迁到高能级，电子自旋方向不变，此时分子处于激发单重态。
S。
，51，52，.…，表示分子的基态和第一，第二，…，激发单重态，能量由低到高。
如果处于基态单重态的有机物分子的电子在跃迁过程中伴随有电子自旋方向的变化，在激发态分子轨道中就有两个自旋不配对的电子，此时S=l，表明分子处于激发态的三重态，用T表示，Tl，T:分别表示三重态的第一第二激发态，分子中的电子从基态S0跃迁到激发态51，52，比较容易发生，进行很快(10飞)，而从基态单重态到激发三重态不易发生。
高能量的单重态激发态分子(如S:)可以与其它同类分子或溶剂分子碰撞通过内转换回到激发态的最低能级51，这一过程为10一，25，处于激发态最低能级的分子寿命一般为10礴一10一ss，它们会放出光子返回基态，这时产生的光就是荧光。
从51到Tl能量转化是系间跨越。
从Tl到S。
有两种过程:一个事物能量释放;另一个是放出光子，即磷光，在104一105间完成。
1.2荧光分子探针的定义荧光探针定义为能和个别组织特异结合而又不干扰其他组织成分自身荧光的那些荧光化合物，为了和细胞中的自发荧光物质相区别，人们也曾称荧光染料为次级荧光体，相应地把这种染色过程称为次级染色，把像叶琳这样的自然荧光物质称为初级荧光体。
而现在把所有的荧光探针，不管其染色性能和对天然荧光的影响如何，都统称为荧光探针〔‘〕。
荧光探针大多是含有共扼双键体系的有机化合物，共辆双键使其容易吸收激发光，其激发波长多处于近紫外区或可见光区，发射波长多处于可见光区。
作为荧光探针应该具有以下特点〔4]:第一，荧光探针的荧光必须与生物样品的背景荧光易于区别;第二，荧光探针必须不干扰研究的主体;第三，荧光探针主要用于生物活体或在天然生物条件下的体外样品的研究，所以荧光探针的毒性、使用的pH 范围，生物相容性等方面都有严格的要求。
目前使用的荧光探针主要有荧光素类、罗丹明类，香豆素类等化合物，它们被称为“在化学反应中与无荧光的化合物之间形成化学键的物质”〔5〕。
.3荧光分子探针的结构1切.时.成晚\‘丫‘‘一\、了尸/\一产叮/梦夕盆;.护，..。
吃.纽如，.加妙图1.2荧光探针的结构模型Fig.1.2AstrUetura】modeloffluoreseentProbe荧光分子探针一般由两部分组成(图1.2):(l)识别基团，能选择性地与被分析物结合(一般形成络合物的形式)，这使分子探针所处的化学环境发生改变;(2)荧光基团，将大连理工大学硕士学位论文识别基团与被分析物络合所引起的化学环境变化转变为容易观察到的输出信号(如荧光)。
.4荧光探针与分子结构的关系荧光探针的荧光特性首先取决于其自身的分子结构，其次是环境因素的影响。
大量研究结果表明，荧光探针的性能与探针的共辘体系大小、共辘二键体系的共平面性和刚性程度、分子母体上取代基的种类及取代基位置和几何构型等因素相关〔6〕。
共扼体系越大，离域二电子越易激发，越易产生荧光，荧光强度往往越强。
但是芳香环或共扼体系增加到一定程度时，只是荧光发射波长向长波方向红移，这与共扼二键体系的共平面性和刚性有关。
同一体系的芳香族化合物，线性结构的荧光波长比非线性的长〔，，。
强的荧光试剂除了具备大的共扼二键体系还必须具备平面性和一定程度的刚性。
含有给电子取代基的荧光化合物，其荧光强度一般都会增强。
这类基团如:一NHZ，一NHR，一RZ，一oH，一OR和一CN。
含有吸电子取代基的荧光化合物，其荧光强度一般都会减弱。
属于这类取代基的有一C二O，一COOH，一CHO，一NO:和一=N一。
荧光体取代上重原子后，荧光减弱，而磷光往往相应增强。
重原子的取代，一般指的是卤素(Cl，Br和I)的取代。
芳烃取代重原子后，荧光强度一般随卤素原子量的增加而减弱，这一效应称为“重原子"[8]此外，溶液中的温度、溶剂pH等环境因素对分子荧光也可能会产生一定程度的应响效影5荧光分子探针的识别原理1.5.1光诱导电子转移典型的光诱导电子(Photofnducedelectrontransfer，PET)转移体系是由包含电子给体的受体部分R(rec印tor)，通过间隔基S(sPacer，如一CHZ一)和荧光团F(fluorophore)相连而构成的件川。
其中荧光团部分是能吸收光和荧光发射的场所，受体部分则用来结合客体，这两部分被间隔基隔开，又靠间隔基相连成一个分子，构成了一个在选择性识别课题的同时又给出信号变化的超分子体系。
PET荧光分子探针中，荧光团与受体单元之间存在着光诱导电子转移，对荧光有非常强的淬灭作用，通常是电子从供体转移到激发态荧光团(还原型PET)。
因此在未结合客体之前，探针分子不发射荧光，或荧光很弱。
一旦受体与客体结合，光诱导电子转移作用受到抑制，甚至被完全阻断，荧光团就会发射荧光(图1.3)。
基于罗丹明B的阳离子荧光探针的研究心心娜打打g拍滋/////眠眠印打打图1.3PET荧光分子探针识别客体原理图Fig.1.3The西neiPleofguestreeognitionbyPETfluoreseenimoleeularProbePET荧光分子探针的作用机制可由前线轨道能量来说明(图1.4)，荧光团受到激发后，其最高占有分子轨道(HOMo)上的电子被激发跃迁到最低不占有分子轨道(LUMO)上，这使得供体(属于受体部分)HoMo轨道上的电子能被光诱导转移到荧光团的HoMo轨道上，引起荧光团的荧光淬灭。
在受体与客体相结合后，供体的氧化还原电位增加，其HOMO轨道的能级变得比荧光团的HOMO轨道的能级低，结果光诱导电子转移不能LUMOHoM。
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由于与客体结合前后，荧光强度差别呈明显的“关”、“开”状态，这类探针又被称作荧光分子开关。
到目前为止，PET机理己被广泛用来设计功能有机分子，有大约6000多篇相关的化学文献被报道。
科学家们通过PET机理设计了很多功能有机分子器件，其中包括分子器、电化学传感器[’2]、开关[’3]、光电电池[’4]、非线性光学材料[”]、荧光分子探针[‘“]等。
PET是人们在设计荧光分子探针时使用的最为广泛的原理之一，多数荧光分子探针是以脂肪氨基、或氮杂冠醚作为受体单元。
化合物1是第一个最简单的PET荧光分子探针[’7]，在甲醇中和K+络合后，其荧光量子产率从0.003增加到0.14。
吴云扣等[’8]合成的以二(2-毗陡甲基)胺为识别基团、BoDIPY为荧光团的PET荧光分子探针2，对pH不敏感，其PKa被降为2.1，它的细胞渗透性很好，在细胞内zn2+的荧光显微成像研究获得了满意1文献综述1.1分子荧光产生的原理当用紫外或可见光照射某些物质时，这些物质吸收某种波长的光后会发射出波长和强度各不相同的光线，当停止照射后，这种红光也随之消失，这种光被称为荧光汇1.2〕。
对荧光产生原理和条件直到十世纪中期才弄清楚。
GorgeGStokes在1852年详细考察了奎宁和叶绿素的荧光后，首先确定和报告了他们的荧光波长总比激发波长要长。
他还研究了荧光强度和荧光物质浓度的关系，发现在高浓度时荧光会淬灭，他也发现荧光可以被外部物质淬灭，从而建议利用荧光达到检测的目的。
由AlexanderJabfonski在1935年提出的荧光产生的过程图，常被称为Jabfonski图131(见图 1.1)。
通常情况下，荧光试剂分子处于基态，吸收光后，试剂分子的电子被激发而处于激发态，基态和激发态都有单重态和三重态两种类型。
S为电子自旋量子数的代数和，其数值为O或1。
S为O时，口口口口口口......尸尸尸拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥拥陌陌陌陌陌陌陌‘一_毛砂砂口口口口口口口口口...............吮吮.明冲目..口目.栩...!!!潺潺「「少.州腼‘.，气产产胜胜胜胜胜胜胜胜胜胜}}}}}的的厂创‘一‘了韶女女{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{曰峭柑备卜洲.咐..甲甲甲甲甲’’’’’’’’’’’’’-了口口翻.阅匆们~2。
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刃。
eseentsystem分子内轨道中的所有电子自旋配对，自旋方向相反，此时分子处于单线态，大多数有机物分子的基态是处于单线态。
分子吸收光能后，电子越迁到高能级，电子自旋方向不变，此时分子处于激发单重态。
S。
，51，52，.…，表示分子的基态和第一，第二，…，激发单重态，能量由低到高。
如果处于基态单重态的有机物分子的电子在跃迁过程中伴随有电子自旋方向的变化，在激发态分子轨道中就有两个自旋不配对的电子，此时S=l，表明分子处于激发态的三重态，用T表示，Tl，T:分别表示三重态的第一第二激发态，分子中的电子从基态S0跃迁到激发态51，52，比较容易发生，进行很快(10飞)，而从基态单重态到激发三重态不易发生。