基于跨键能量转移机制构筑的比例型荧光探针的制备及其应用

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有机小分子荧光探针具有选择性好、响应时间快、使用方便等特点,被广泛应用于小分子,阴阳离子等的检验。荧光探针根据不同的响应机制,可分为淬灭型荧光探针、增强型荧光探针和比例型荧光探针;与另外两种只有单一响应机制的淬灭型和增强型荧光探针相比,比例型荧光探针可通过两种发射峰的强度比值变化来进行自校正以消除其他因素对探针的干扰。有机小分子荧光探针不但适用于传统的检测实验,还由于其对细胞伤害非常小的特点,应用在细胞生物成像方面。同时,还可以通过“包覆”的方式,附着在具有三维网状结构的水凝胶上,制作便携式的可视化柔性荧光传感器膜,实现方便、快捷的可视化现场检测。基于以上研究的热点,本论文做了以下工作:1、我们设计并合成了两种基于跨键能量转移机制的新型比例型荧光探针m/p-RPT检测金属Hg2+,其中以三苯胺作为给体,罗丹明B衍生物作为受体,硫代双酰肼作为识别位点。探针m/p-RPT在无Hg2+存在时罗丹明部分处于关环状态,罗丹明部分不发射荧光,只发射三苯胺部分的荧光。但是,当溶液中有Hg2+存在时,Hg2+会诱导罗丹明的螺环打开,产生罗丹明的特征荧光发射,发射峰位红移。这一现象与能量从供体三苯胺到受体罗丹明B部分的转移过程相对应。探针m/p-RPT对Hg2+检测显示出高灵敏度和较好的抗干扰能力,并在较宽的p H范围内对Hg2+的检测仍表现出较高的灵敏响应。此外,探针的检测限低至10-9M(~1ppb),伪斯托克斯位移大于230 nm。2、我们将合成的探针m/p-RPT成功应用于生物细胞成像。为了进一步探究探针的实用性,我们利用“涂覆”的方式将探针与高分子材料混合制备了水凝胶荧光传感器膜,该传感器对被Hg2+污染过的样品显示出肉眼可见的颜色变化,具有高选择性、高灵敏度(视觉检测水平低至10-8M)、便携、操作简单和保质时间较长的特点。在实际操作或者检测样品的过程中,减少或避免与Hg2+污染物的接触也是非常必要的,所以我们还开发了柔性荧光水凝胶涂层手套。在与Hg2+接触后,手套表面的荧光会快速从蓝绿色变成洋红色。目前该研究不仅显示出对汞(II)检测的巨大潜力,还为开发应用广泛的实用型现场传感系统提供了新的视角。
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