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荧光探针分子具有将分子识别信息转化成光信号被外界感知的功能,且因为其高灵敏度、开关可控、高空间分辨能力、原位检测和可实现远距离传输检测等优点而受科学界广泛关注。而金属荧光探针,是专门针对金属离子实施荧光检测的一类探针,与以往的检测技术相比,具有高选择性和强抗干扰能力等优点。苯甲酰胺类衍生物,因其具有推电子的甲酰胺基团,在经过化学修饰后,部分分子能够发射较强的荧光,是较好的荧光信号供体。同时,在荧光探针的设计中,苯环还是常见的间隔基团,能够起到连接络合主体与荧光信号供体的作用。通过在苯甲酰胺的对位连接不同的荧光团,而在临位连接金属离子络合主体DPEA,能够分别得到针对金属锌,镉等离子的荧光探针本组设计并成功合成了基于SNX2112骨架的锌离子荧光探针ZnABA及其余三个衍生探针,并对它们的荧光性质进行了考察。这些探针均可通过简单的2-3步合成得到。而其中,ZnABA是性质最优的荧光探针,具有生物介质中较好的溶解性,较大的Stokes位移(186nm),较高的off-on荧光响应(增强16倍)以及对锌离子选择性专一性较高的特性。此外,小组研究发现ZnABA与锌离子(浓度区间为0-10μ m)之间存在着较好的线性关系,这意味着ZnABA具有在水溶液中定量监测锌离子的潜力。通过进一步研究,本组设计且成功合成了三个为ZnABA同分异构体的荧光探针CdABA’, CdABA和ZnABA。这些探针均以BPEA为络合部分且以2-氨基苯甲酰胺骨架为荧光信号供体。包括ZnABA,探针可分为两组,即对Cd2+具有较高选择性的CdABA’、 CdABA和对Zn2+具有较高选择性的ZnABA’、ZnABA。尽管四个探针分子在结构上仅存在细微差异,但这两组分子表现出完全不同的探针性质。在Zn2+探针组中,ZnABA’/ZnABA可排除Cd2+选择性结合Zn2+其FZn2+/FCd2+值为1.87-2.00。而Cd2+探针组中,ZnABA’/ZnABA可排除Zn2+选择性结合Cd2+,其FCd2+/Fzn2+值为2.27-2.36。这意味着微小的结构修饰能够导致在金属选择方面巨大的变化。1H-NMR滴定实验和ESI质谱实验揭示了此两组探针结合Zn2+和Cd2+时的不同机制。以CdABA’为例,总体说来,加入Cd2+前后,探针的荧光发射展现出PET过程,其最大发射波长λem无明显位移。而加入Zn2+前后,CdABA’展现出ICT过程,导致了最大发射波长λem有明显的红移。