钙离子和镁离子是碱土金属离子,也是细胞内含量丰富的金属离子,参与了许多生理现象,且发挥着重要作用。比如,细胞内钙离子浓度的变化与肥胖的生理反应,阿尔兹海默氏病的免疫反应、病理反应有关。细胞内Mg²⁺浓度的降低和Mg²⁺的异常代谢与肠胃病、肾亏损、低血钙、神经精神症状等密切相关,Mg²⁺的长期缺失还会引发大量的慢性疾病。因此,发展有效的在细胞水平检测和监测钙镁离子的分析手段至关重要。荧光探针作为一种高效、便捷、灵敏的检测手段,近年来越来越受到研究人员的广泛青睐,特别是萘酰亚胺类荧光探针,由于其具有较大的共轭结构,较多的发射位点,便于调节其荧光发射范围,已经发展成为化学生物等领域的研究热点。本论文设计合成了两个基于萘酰亚胺的钙镁离子荧光探针,并通过紫外和荧光光谱法研究了探针对钙镁离子的光谱性质。实验表明,这两个探针具有很好的识别响应性能,通过探针中识别基团与钙镁离子的配位反应达到了对钙镁离子识别检测的目的。具体研究工作如下:1.选择无荧光发射但易于反应的4-溴-1,8-萘酰亚胺作为起始原料,通过对4-溴-1,8-萘酰亚胺的顶部、3位和4位进行修饰合成了有活性反应位点且有大的共轭结构的化合物2-1,基于化合物2-1设计合成了一种萘酰亚胺钙离子荧光探针1。光谱性能研究表明,探针对Ca²⁺具有良好的选择性和灵敏度,响应迅速,线性关系良好,检出限低,且探针1与Ca²⁺是以1:1的配位反应进行响应。此外,探针1成功地应用于HeLa细胞荧光成像。2.将化合物2-1与2-肼基-苯并[d]噻唑进行反应生成O-羟基席夫碱类衍生物探针2。研究表明,探针2对Mg²⁺的识别响应性能良好,当加入Mg²⁺时,探针2溶液的荧光增强约15倍。此外,对Mg²⁺的识别响应是基于探针2的O和N原子对Mg²⁺的特殊亲和力。探针2还可用于A549细胞成像。