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3641 罗丹明类荧光探针的概念和应用罗丹明，邻苯二酚类生物染色荧光剂，常常呈现出红色或棕色粉末状，其溶解特性为能够溶于水，溶于乙醇，参考浓度为1mg/ml。
荧光分子探针是在一定的体系之内，当某一种物质或者体系内的物理性质发生改变之后，荧光信号发生改变。
眼光可以变化的有机分子，不但名利荧光探针，具有检测限度低、灵敏度高的特点，而且罗丹明类荧光探针由于使用罗丹明这种以养杂蒽为主要母体的染料，其分子结构是互变式的螺环与开环结构，因此，荧光反应较强，具有较高的激光输出效率。
罗丹明类荧光探针的应用目前非常广泛，由于其检测对象重金属和过渡金属离子在自然界中广泛存在，有的金属离子在血液中进行氧气的运输，有的金属离子广泛的参与人体内的各种生理反应，有的金属离子在达到一定基础含量之后，可能会影响人的生理和生活。
各类金属元素的准确性进行定量分析和检测，有助于帮助人们了解金属元素在人体中参与生命的作用机理。
而对于金属离子和过度金属，要求使用一种更加便捷高效，简单，低检验限度的新型检测方法，罗丹明类荧光探针检测方法符合这一需求，对于金属离子的选择性及灵敏度非常高。
1.1 汞离子探针在荧光分析中，荧光探针的选择是比较重要的，目前关于荧光化学传感器的文献报道是比较多的，但是究竟如何选择合适的荧光探针，其选择范围相当有限。
罗德明类荧光探针目前在大部分的金属离子检测环境中都适用，其荧光素的活泼氧和苯环可以灵活的被其他基环所代替。
罗丹明类荧光素衍生物被大量的应用在这些检测领域之内，而其荧光素的寿命和荧光素的浓度也被精确的衡量和控制。
汞元素污染往往来源于人工化学领域，火山爆发，金属矿藏的开采，同时在人类的垃圾及固体废弃物焚烧过程中，由于汞元素的析出性特征，使得汞污染大量存在。
汞元素具有极高的毒性，尤其是对于人类饮用水的威胁比较高。
目前为了遏制汞元素的污染，对于饮用水中汞元素含量进行了严格限定，EPA 饮用水规范中要求汞元素的限量标准为2ug’L-1（11）。
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。
若丹明类荧光探针的合成与应用研究进展刘畅白银娟*徐立谦丛宇鸿（西北大学化学与材料科学学院西安710069）刘畅，男，25岁，现从事有机合成研究。
*联系人，E-mail ：baiyinjuan@sina．com．cn 国家自然科学基金项目（21042002）和陕西省自然科学基金项目（2010JM2001）资助2010-10-29收稿，2011-01-28接受摘要本文综述了近年来若丹明类荧光染料的研究状况。
首先，介绍了若丹明衍生物的结构特征，然后以其修饰位置为线索，详细地介绍了该类化合物的合成，总结了其修饰策略及结构与功能之间的联系，强调了它们在环境分析和生物标记领域的应用。
以供读者了解若丹明荧光探针的合成及其在蛋白质、DNA 等生物标记领域和金属离子检测领域的应用时参考。
关键词若丹明荧光染料合成应用Progress in the Synthesis and Application of Rhodamine Fluorescent ProbeLiu Chang ，Bai Yinjuan *，Xu Liqian ，Cong Yuhong（College of Chemistry＆Materials Science ，Northwest University ，Xi ’an 710069）Abstract The research progress of rhodamine fluorescent dyes was described．The structure characteristics andsyntheses of them were introduced according to the modification of different position of the rhodamine derivatives．Thestrategies for synthesis of rhodamine derivatives and the relationship between the structure and function of them weresummarized ，and the significance of their applications in the field of biomolecular labeling and environmental analysiswas highlighted．Keywords Rhodamine ，Fluorescent probe ，Synthesis ，Application现代科技的诸多领域，如环境科学、制药学、医学等，都依赖于新分析技术和新诊断试剂的发展［1］。
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期一种罗丹明内酰胺类高分子pH 荧光探针的合成及性能李桂贞，胡英元，章博，杨耀祖，翟荣佳，赵鑫（苏州科技大学化学与生命科学学院，江苏 苏州 215009）摘要：用罗丹明B 、丙烯酰胺等为主要原料，设计制备出一种高分子pH 荧光探针PRAM ，在结构表征的基础上，探究此探针的光物理性质和活细胞的荧光成像。
结果表明，探针PRAM 的p K a 为4.30，在pH 为3.0~7.0区间内，对H +表现出高度灵敏性和选择性，可实时监测体系pH 变化。
在pH 为5.0~6.0区间内，其585nm 下的荧光强度与pH 呈现出良好的线性关系，线性相关系数为0.9955，可用来精确测定体系的pH 。
在常见的金属离子存在下，PRAM 表现良好的抗干扰性和选择性。
同时还具备很好的可逆性，可重复利用。
PRAM 具有良好的水溶性和膜透性，弱酸性条件下可快速穿透细胞膜，并能实现活细胞pH 变化的荧光成像。
因此，可用于弱酸环境下细胞器（如溶酶体、癌细胞等）内生理pH 变化的检测。
关键词：高分子荧光探针；罗丹明B 酰肼；pH 探针；细胞成像；合成中图分类号：O657.31 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0473-07Synthesis and properties of a Rhodamine lactam-based polymeric pHfluorescent probeLI Guizhen ，HU Yingyuan ，ZHANG Bo ，YANG Yaozu ，ZHAI Rongjia ，ZHAO Xin(School of Chemistry and Life Sciences, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, Jiangsu, China)Abstract: A class of polymeric pH fluorescent probe PRAM was designed and prepared using RhodamineB and acrylamide as the main raw materials. The structure of PRAM was characterized. The photophysical properties of this probe and the fluorescence imaging of living cells were investigated. The experimental results showed that the p K a value of the probe was 4.30, and it had high selectivity and sensitivity to H + in the pH range of 3.0—7.0, allowing real-time monitoring of system pH changes. Furthermore, its fluorescence intensity at 585 nm showed a good linear relationship with pH in the pH range of 5.0—6.0, with a linear correlation coefficient of 0.9955, which could be used to accurately determine the pH of the system. PRAM still performed well in terms of interference resistance and selectivity in the presence of common metal ions. PRAM had good water solubility and membrane permeability, allowing rapid penetration of cell membranes under weakly acidic conditions, and enables fluorescence imaging of pH changes in living cells. Therefore, it could be used to detect physiological pH changes within organelles (e.g., lysosomes, cancer cells, etc .) in a weakly acidic environment.Keywords: polymer fluorescent probe; Rhodamine B hydrazide; pH probes; cell imaging; synthesis研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0262收稿日期：2023-02-24；修改稿日期：2023-04-19。
荧光素类探针在生物分析中的研究进展葛凤燕 闫喜龙 潘惠英 周小丽 陈立功3(天津大学药物科学与技术学院,天津300072)摘 要 综述了近些年来荧光素及其衍生物领域的研究进展,尤其是对用于生物分析的荧光探针材料的研究状况和发展趋势进行了探讨。
关键词 荧光探针,荧光素衍生物,生物分析,评述 2004204226收稿;2004207228接受1 引 言荧光分析方法灵敏度高,选择性好,试样量小,在分析化学,特别是在生物分析中有较广泛的应用[1～3]。
由于大多数生物分子本身无荧光或荧光较弱,检测灵敏度较差,人们用强荧光的标记试剂或荧光生成试剂对待测物进行标记或衍生,生成具有高荧光强度的共价或非共价结合的物质,使检出限大大降低,这就是荧光探针技术。
随着生物技术的不断发展,荧光探针技术已经在蛋白质、核酸、细胞检测及免疫分析等方面发挥了重要作用[4～7]。
尤其近年来发展起来的荧光化学传感器和分子信号系统的应用已深入到药物学、生理学、环境科学、信息科学等多个领域[8]。
目前用于标记或衍生的荧光探针主要有荧光素类、罗丹明类、邻苯二甲醛类等化合物。
其中荧光素及其衍生物在生物领域中的研究占有极其重要的位置,一直是化学及生物分析领域中研究的热点[9,10]。
虽然国外在研制开发荧光素衍生物方面相关报道较多,但缺乏条理性和系统性,而国内在此领域的研究起步较晚,现有报道仅停留在原有荧光素衍生物的简单应用方面。
为此,本文主要对国内外在荧光素衍生物的设计合成及在生物分析中的研究状况和发展趋势作了综述。
2 荧光素荧光素及其衍生物是重要的荧光探针材料,属于呫吨染料。
荧光素1(fluorescein )又称荧光黄,化学名称为3′,6′2二羟基螺[异苯并呋喃21(3H ),9′,2(9H )2呫吨232酮]或92(邻羧苯基)262羟基23H 2呫吨232酮。
由于氧桥键把两个苯环固定在一个平面上,使分子具有刚性共平面结构,在激发光的作用下能产生强烈的荧光。
罗丹明类荧光探针研究进展吴豪，袁文兵*(海南大学材料与化工学院，海南海口 570228)[摘要]文章主要介绍近年来罗丹明衍生物在分子探针方面研究的一些新进展，系统阐述了该类探针分子在离子和小分子检测方面的应用。
[关键词]罗丹明；荧光探针；离子检测[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)06-0265-01Recent Progress in Rhodamine-Based Fluorescence ChemosensorWu Hao, Yuan Wenbing*(College of Materials and Chemical Engineering, Hainan University, Haikou 570228, China)Abstract: The recent progress in the studies on rhodamines-based fluorescent probes was reviewed. The application of Rhodamine chemosensors in ions and small molecules sense were discussed in detail.Keywords: rhodamine；fluorescent sensor；ions sense罗丹明B是重要的荧光探针材料，属于呫吨类染料。
罗丹明B具有高的消光系数，较好的荧光量子产率，水溶性好，无毒，制备成本低等优点。
因此，它是一类较好的荧光探针母体，极具广泛的应用价值。
在中性或碱性条件下，罗丹明B内酰胺化合物以螺环状结构存在，体现紫外区吸收，无色，荧光减弱至消失。
在酸性条件下以醌式结构存在，内酰胺结构开环，有荧光，体现长波吸收，成紫红色。
罗丹明基荧光染料由于其具有特殊的结构及相应的结构特性，使其广泛应用于化学分析和生命科学领域。
目前的研究焦点多集中于通过不断修饰、优化罗丹明荧光分子探针的结构片段，以实现对小分子及离子的特异性识别，并进一步应用于生物活体及自然环境监测领域。
1 铜离子探针铜是人体重要的微量元素，机体内铜缺失会导致代谢紊乱和诸多疾病，如胆固醇升高，动脉弹性降低，血压升高。
一直以来，铜离子生物荧光探针的研究是一个热门课题。
1997年，Czarinik等[1]合成了罗丹明B酰肼，其可以选择性识别铜离子，该荧光探针是基于铜离子催化罗丹明B酰肼水解生成强荧光的罗丹明B分子的。
2006年，AijunTong等[2]合成水杨醛罗丹明B酰腙，可以可逆性的荧光增强识别铜离子。
也就是说，在缓冲溶液中，当加入铜离子时，内酰胺螺环状结构被打开，吸收和荧光增强，当加入络合剂EDTA时，化合物表现出没有吸收和荧光，而在此时再加入铜离子，荧光恢复。
Yang等[3]通过在酸性条件下罗丹明B-酰肼与硫氰酸甲间的一步反应合成了一种Cu2+荧光探针。
向该探针的乙腈/水溶液中添加Cu2+后，会造成荧光分子内酰胺键断裂，从而引起体系的荧光和紫外吸收明显增强。
利用该探针实现了水相中Cu2+荧光和紫外检测，方法的线性范围分别为0.2~0.4和0.5~10 μmol/L。
他们将该方法应用于自来水中Cu2+含量的测定，测定结果与原子吸收光谱方法测定结果一致。
Zhao等[4]在2009年设计合成了一种新型罗丹明内酰胺衍生物5，并将其应用于水溶液和活体细胞中Cu2+的检测。
这种比色探针对铜离子的反应是瞬时可逆的,并且在其它金属离子浓度很高的情况下也不会对铜离子的比色和荧光信号产生干扰，这一特征使其很好地满足了生物医学和环境监测方面的特殊要求。
目前，该类探针已广泛应用于环境体系中铜离子浓度的检测和生物活细胞铜离子分布成像实验，其优异的综合性能预示了极好的应用前景。
2 铁离子探针铁是人体中所必须的微量元素，它在人体中主要以络离子的形式存在，与血红素、蛋白质等形成血红蛋白和肌红蛋白，在机体中起到运输和贮存氧的作用。
由于Fe3+的顺磁性，一般的Fe3+荧光探针都是荧光熄灭型，不利于在牛物体内Fe3+的荧光成像及原位检测。
因此利用罗丹明分子的闭环一开环间转换机理设计荧光增强型Fe3+荧光探针逐步受到重视。
2006年，Tong等[5]利用二乙基三胺将两个罗丹明B连接起来，从而形成无色，没有荧光的罗丹明B的衍生物，三价铁离子的加入，导致其内酰胺结构的开环，荧光增强，从而实现了对三价铁离子的检测。
2007年，Tae和Bae[6]利用肟酸作为Fe3+识别点的功能团，将氧肟酸引入罗丹明内酰胺和开环结构的平衡中。
得到了一种新型的Fe3+探针。
这种具有氧肟酸结构片段的罗丹明基荧光探针，在甲醇一乙腈(V∶V=1∶1)溶液中能很好的识别Fe3+，产生明显的荧光增强和颜色变化。
Peng等[7]通过乙二胺将2-羟基苯甲醛与罗丹明6G相连接，合成了一种Fe3+荧光探针。
内酰胺的羰基氧原子、2-羟基苯甲醛上的羟基氧原子以及乙二胺上的氮原子同时参与了 Fe3+的螯合作用，导致了内酰胺键断裂，体系的荧光性增强。
其他重金属和过渡金属离子无类似现象发生。
3 汞离子探针汞是具有很高毒性的金属。
汞单质及汞离子可通过各种途径进入环境，人体长期接触并摄入后会产生严重的恶心、呕吐、腹痛以及肾功能损伤等病症，危害极大。
由于人们对汞毒性的高度重视，近年来对Hg2+荧光探针的研究日益增多。
Saresh等[8]以罗丹明6G为母体合成的Hg2+的荧光探针L1在水和甲醇(1∶1，φ)混合溶液中与Hg2+形成Hg (L1)2型复合物，荧光强度提高了90倍，利用L1测定Hg2+的检测线打到1 μg/L。
25倍Hg2+浓度的Co2+，Fe2+，Ni2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Li+，K+和Na+等离子对荧光信号基本无干扰。
因而L1是一种高选择性、高灵敏度的Hg2+荧光探针。
Xu等[9]设计合成了一种罗丹明硫酰肼用于紫外和荧光检测水相中Hg2+，探针与Hg2+结合的化学计量比为2∶1.Qian等[10]设计合成的高选择性的罗丹明类Hg2+荧光探针不仅可以实现对Hg2+的荧光检测，而且利用显色反应可以对Hg2+的存在进行初步判断。
该探针具有可逆性，当向显色的平衡体系中加入EDTA后，体系的紫红色变为无色。
另外，荧光响应速度快是该探针的另一特点，Hg2+加入后立即产生稳定的强烈荧光，与同类的探针需要一定的平衡时间相比，该探针更适合于环境或者生物样品的实时分析。
2005年，Tae等[11]报道了一种十分精妙的罗丹明6G衍生物12，它可用于水溶液中Hg2+高灵敏度和高选择性的检测，即可以检测水溶液中低于2 μmol／L的Hg2+。
重金属与过渡金属离子的检测一般在水相中进行，尤其是生物体内的该类离子的原位检测对探针的水溶性提出了更高的要求。
因此，在设计时要考虑探针的实用性，尽量引入具有一定水溶性的辅助基团。
Huang等[16]将葡萄糖与罗丹明6G酰肼共价连接，合成了一种水溶性好、高选择性、高灵敏度的Hg2+荧光探针RGl。
在纯水中，Hg2+的检测限达到1 μg/L，满足美国EPA规定。
该探针可以在pH在5.5~10范围内使用，而且不受环境和生物样品中常见的其他金属离子的影响。
因此，RGl可以应用在环境和生物体系，如细胞膜中汞离子的检测。
另外，RGl与汞离子的结合是可逆的。
向RGl和Hg2+共存的稳定体系中加入Na2S后，可以降低该体系的荧光强度，而再添加Hg2+时，体系的荧光则恢复。
(下转第243页)[收稿日期] 2011-05-05[作者简介] 吴豪(1988-)，男，河南人，本科，主要研究方向为罗丹明类荧光探针。
*为通讯作者。
来说具有一次性，实习一旦结束，遗忘随之开始，到毕业时，实习所学知识几乎遗忘殆尽．，全方面的隐患。
所以，建议适当减少集中实习的时间。
2.2 做好实习前准备和培训工作植物野外实习一般安排在大学第二学期，学生多是第一次到大自然中去采集和观察植物，毫无野外研究经验，对如何进行植物分类知之甚少。
在实习前让学生观察以前采集制作的植物标本及实习过程中收集的图片资料，使学生用较少的时间，对整个植物野外实习过程及可能采集到的标本有一个大体的了解，对接下来的实习起到一定的辅助作用。
同时，指导教师应在实习前安排学生进行实习培训，讲解实习注意事项，特别是进入景区实习如何做到对景区生态环境的保护，树立环保意识，如何采集和制作、鉴定植物标本，怎样使标本采集具有针对性，避免标本采集的盲目性和杜绝标本采集的破坏性等。
2.3 标本采集为辅与观察为主相结合调整实习内容，适当减少植物标本采集和制作内容，增加植物种群和群落结构、生物因子与非生物因子的关系，生物多样性研究，植物生态研究方法等内容。
使植物野外实习内容由标本采集和物种识别为主逐渐转变为数据收集和定量研究为主。
对植物标本的采集应尽量注重其代表性而不应是数量的多少，实验室已有的标本的种类应尽量不再增加采集。
通过上述实习内容的转变，一方面减少的对野生植物资源的破坏，另一方面在很好地完成实习任务的同时还使保护野生生物的意识得到提高。
2.4 利用现代化手段开展实习活动在植物野外实习过程中，对某些稀有物种、濒危物种，严格遵照执行各级国家机关制定的野生动植物保护条例，杜绝野外实习对这些物种造成的破坏行为，如果确实需要留下植物资料，则应使用现代化手段以确保对珍惜物种的保护，如用摄像机、数码照相机等获得的彩色信息比标本具有更好的直观性、形象性，还可应用于多媒体开展教学，不但丰富了教学内容，对环境也不会造成破坏。
标本的图像资料还能长期保存，一举多得。
2.5 加强植物保护方面的法律知识学习，增强学生自然保护和尊重他人劳动的意识结合校内的法律课程，让学生学习有关植物保护方面的法律法规，如《中华人民共和国自然保护区条例》、《中华人民共和国森林法》、《中华人民共和国草原保护法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》等；要在实习教育中，加强对学生进行实习地的地方法规的教育，使学生知法、懂法、守法；指导教师要掌握实习地的各项内部管理规定，并将其中的重要信息传达给学生，以便学生遵循。
要在实习过程中，培养学生热爱大自然的情感，增强学生保护大自然的使命感，并使学生学会基本的保护野生植物的方法。
2.6 与保护区管理局共建教学实践基地通过学校与自然保护区管理局共建教学实践基地，能够有效的实现资源互补，共同发展。
以百色学院与岑王老山自然保护管理局共建的教学实践教学基地为例。
经过近两年的建设，硬件设施和软件内涵都得到了较大的发展。
在硬件方面，结合实践基地的具体情况，添加更好的野外实习工具，购置相关的仪器设备和配套动、植物实习器材、书籍及其他相关资料等，为实训工作能够得到更好的开展提供物质基础；并扩大实习场地面积，改善实习生活设施，构建实习生的医疗保健防护措施，共同探索保障实习后勤服务质量的有效途径。
