罗丹明类铜离子荧光探针的合成及其应用研究

罗丹明染料作为荧光试剂的应用简介邓武剑学号：20520061151908（厦门大学化学系分析化学厦门361005）摘要：介绍罗丹明染料的结构特征及性质；并综述近年来罗丹明染料在分析化学和生物技术中的应用进展，并对发展前景作了展望。

关键词：罗丹明染料化学传感器荧光标记一、概述罗丹明类化合物是以氧杂蕙为母体的碱性咕吨染料，由于特殊的结构及相应的荧光特性，使罗丹明类荧光染料成为化学和生物分析领域中研究较为广泛的课题。

与其它常用的荧光染料相比，罗丹明类荧光染料具有光稳定性好、对pH不敏感、较宽的波长范围和较高的荧光量子产率等优点，因此被广泛应用在医学、生物学、环境化学、等方面，是分析化学和生物技术领域中最常用的荧光染料[1]。

随着应用范围越来越广泛，罗丹明类荧光染料的研究发展迅速且受到了更多的重视。

近几年来科学家们又设计合成了一系列新型罗丹明类荧光染料，本文将介绍罗丹明染料在离子检测和生物传感方面的应用。

并对今后的研究趋势作简单的评述。

二、罗丹明染料的应用目前，对于特定目标离子的化学传感的需求日益扩大，特别是对一些有毒的重金属离子和具有重要生理作用的金属离子的监测，其现实意义更为重大。

由于荧光传感器具有高的灵敏度，近年来研究工作较为广泛。

据报道[2]，用于Cu2+和Hg2+的荧光传感已取得较大成功。

2．1用于金属离子的传感罗丹明在金属离子的检测当中具有尤为突出的作用，金属离子的检测涉及到环境监测、质量控制和生理过程等多方面的工作。

下面将分别介绍Hg2+、Pb2+、Fe3+、Cu2+的应用实例。

(1)汞是环境中最为普遍的有毒金属之一，很容易透过生物膜，例如：皮肤、呼吸粘膜和肠胃粘膜。

当人体吸入汞之后，会严重破坏中枢神经系统和内分泌系统。

长期处于高浓度汞环境下，会导致脑、肾等器官的永久性退化；短期处于高浓度汞环境下，容易产生恶心、呕吐、痢疾等症状。

考虑到汞的毒性，激发了人们探索高效的检测生物体中汞离子的分析方法。

一种新型罗丹明类荧光分子探针及其对Fe(Ⅲ)的选择性识别成春文;王风贺;段伦超;雷武;夏明珠;王风云【摘要】以罗丹明B、乙二胺和乙二醛为反应原料,合成了一种新型的荧光增强型识别Fe3+的分子探针(fluorescent probe,FP).用核磁和质谱对其分子结构进行了表征,并通过荧光光谱研究了FP对A13+、pb2、Ca2+、Cd2+、Mn2+、Hg2、Mg2+、Ca2、K+、Na+等不同金属离子的识别性能.研究结果表明:在纯甲醇溶剂中,探针FP对Fe3+的识别具有较好的选择性,且基本不受其他金属离子的干扰;通过Job's曲线可知,探针FP与Fe3+的络合比为1∶3;Fe3+浓度在4×10-4～5×10-3 mol/L范围内时,探针FP的荧光强度与Fe3+浓度具有良好的线性关系,线性相关系数为0.995 3.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2014(035)001【总页数】6页(P125-130)【关键词】荧光探针;罗丹明B;乙二醛;希夫碱;Fe3+【作者】成春文;王风贺;段伦超;雷武;夏明珠;王风云【作者单位】南京师范大学环境科学与工程系,江苏南京210023;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094;南京师范大学环境科学与工程系,江苏南京210023;南京师范大学环境科学与工程系,江苏南京210023;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094;南京理工大学工业化学研究所,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】O482.31;O657荧光分子探针，是指一定体系内，当体系的某一物理、化学性质发生变化时，该分子的荧光信号能发生相应改变，从而根据荧光信号反映被分析体系的浓度、性质等。

目前，根据荧光母体结构可将荧光分子探针分为罗丹明类[1]、1,8萘酰亚胺类[2]、BODIPY类[3]以及香豆素类[4]等类型。

铜离子荧光探针是一种用于检测铜离子浓度的荧光分子。

其制备原理主要包括以下几个步骤：
1. 选择荧光基团：荧光基团是荧光探针的重要组成部分，它能够吸收光能并发出荧光信号。

常用的荧光基团包括荧光素、罗丹明等。

2. 设计分子结构：根据铜离子与荧光基团之间的相互作用机制，设计出具有特定结构的分子。

这些分子通常包含一个或多个配体，用于与铜离子结合。

3. 合成分子：通过有机合成的方法，将荧光基团和配体连接在一起，得到所需的荧光探针分子。

4. 优化性能：对合成出的荧光探针进行优化，以提高其灵敏度、选择性和稳定性等性能指标。

这可以通过改变分子结构、调整合成条件等方式实现。

5. 验证效果：使用标准样品对所制备的荧光探针进行验证，以确定其是否能够准确地检测铜离子浓度。

如果效果不理想，可以进一步优化分子结构和合成方法。

总之，铜离子荧光探针的制备原理是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素，如荧光基团的选择、分子结构的设计、合成条件的优化等。

只有经过不断的实验和改进，才能得到一种高效、灵敏、稳定的铜离子荧光探针。

第43 卷 第 1 期2024 年1 月Vol.43 No.11~18分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO （Journal of Instrumental Analysis ）荧光纳米探针的合成及其应用研究进展侯可心，丁晟，杨焜，王在玺，李钒*（军事科学院系统工程研究院，天津 300171）摘要：近年来涌现的荧光纳米探针独特的尺寸及结构赋予其优异的光稳定性、较高的荧光量子产率、可调的激发发射波长等众多优势，引起科研工作者的广泛关注。

荧光纳米探针作为一类重要的光响应性纳米材料在小分子及生物大分子检测、细胞成像、活体诊断等领域具有广阔的应用前景，有望成为传统有机荧光染料的理想替代物。

该文针对目前研究较多的量子点、金属纳米簇及金属-有机框架及其他纳米荧光探针，介绍了其结构组成、物理化学性质等基本性质，并着重阐述其主要合成方法以及在化学传感、生物医学等领域的应用及研究进展，最后对目前该领域的发展前景做出总结及展望。

关键词：荧光纳米探针；光响应性；量子点；金属纳米簇；金属-有机框架中图分类号：O657.3；G353.11 文献标识码：A 文章编号：1004-4957（2024）01-0001-18Research Progress of Design ，Synthesis and Application of Fluo⁃rescent Nanoprobe HOU Ke -xin ，DING Sheng ，YANG Kun ，WANG Zai -xi ，LI Fan *（Institute of Medical Support Technology ，Academy of System Engineering of Academy of Military Sciences ，Tianjin 300171，China ）Abstract ：In recent years the unique size and structure of fluorescent nanoprobe would give it excel⁃lent performances including good photo stability ，high fluorescence quantum yield and the adjustable length of the excitation and emission wavelengths ，and these advantages attract wide attention of re⁃searchers. Fluorescent nanoprobe as an important kind of photo -responsive nanomaterial is consid⁃ered promising in many fields such as small molecules detection ，biomacromolecules detection ，cel⁃lular imaging and real -time in vivo diagnosis ，and is expected to become an ideal substitute for tradi⁃tional organic fluorescent dyes. The aim of this review is to provide a survey on the research progress of the main materials such as quantum dots ，metal nanoclusters and metal organic frameworks ，in⁃cluding structure and physicochemical property ，especially the synthetic method and the application in chemical sensing and biomedical fields ，while finally make summary and prospect.Key words ：fluorescent nanoprobe ；photo -response ；quantum dots ；metal nanoclusters ；metal or⁃ganic frameworks 荧光探针作为一种荧光传感器，以荧光物质为指示剂，可通过荧光信号变化用于对特定分子的检测。

《新型金属离子荧光探针的合成及性能和应用的研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，荧光探针作为一种高效、灵敏的检测工具，在生物医学、环境监测、材料科学等领域中发挥着越来越重要的作用。

其中，金属离子荧光探针以其独特的选择性和灵敏度，成为了研究领域的热点。

本文将重点介绍一种新型金属离子荧光探针的合成过程，并探讨其性能及实际应用。

二、新型金属离子荧光探针的合成本研究所合成的金属离子荧光探针采用了一种新型的配体结构，通过配位作用与金属离子结合，从而产生荧光信号。

合成步骤如下：1. 合成配体：以苯胺为原料，经过多步反应，成功合成出目标配体。

在合成过程中，需严格控制反应条件，以确保产物的纯度和收率。

2. 合成金属离子荧光探针：将配体与目标金属离子在适宜的溶剂中进行配位反应，得到新型金属离子荧光探针。

该过程需在室温下进行，以避免对探针性能的影响。

三、新型金属离子荧光探针的性能1. 选择性：该新型金属离子荧光探针对特定金属离子具有较高的选择性，能够在多种金属离子共存的情况下，实现对目标金属离子的高效检测。

2. 灵敏度：该探针的灵敏度较高，能够在较低浓度下实现对目标金属离子的检测。

同时，该探针具有较低的检测限，提高了其在低浓度环境下的应用价值。

3. 稳定性：该探针在溶液中具有较好的稳定性，能够在较长时间内保持其荧光信号的稳定性，有利于提高实验结果的准确性。

四、新型金属离子荧光探针的应用1. 生物医学领域：该新型金属离子荧光探针可用于细胞内金属离子的检测和成像。

通过将探针引入细胞内，实现对细胞内金属离子的实时监测，有助于研究细胞内金属离子的代谢和作用机制。

2. 环境监测领域：该探针可应用于水体中重金属离子的检测。

将探针加入水样中，通过观察其荧光信号的变化，实现对水体中重金属离子的快速检测和监测。

3. 材料科学领域：该探针可用于材料中金属离子的分析和鉴定。

通过将探针与材料进行反应，实现对材料中金属离子的检测和定位，有助于评估材料的性能和质量。

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。

汞离子及铜离子荧光探针的制备与研究目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 文献综述 (2)1.1 荧光探针的结构及设计原理 (2)1.2 荧光探针的识别机理 (3)1.2.1 光诱导电子转移 (3)1.2.2 分子内电荷转移 (4)1.2.3 荧光共振能量转移 (6)1.2.4 激基缔合物 (7)1.3 金属离子荧光探针基本特性 (8)1.4 金属离子荧光探针研究进展 (9)1.4.1 汞离子荧光探针 (9)1.4.2 铜离子荧光探针 (14)1.4.3 其他金属离子荧光探针 (19)1.5 本论文的设计思想及内容 (21)2 基于香豆素衍生物的汞离子荧光探针 (23)2.1 概述 (23)2.2 探针CBH的合成路线 (24)2.3 实验部分 (24)2.3.1 实验仪器及试剂 (24)2.3.2 探针CBH的合成步骤 (25)2.3.3 探针CBH的光谱测试方法 (25)2.4 结果与讨论 (26)2.4.1 CBH的晶体结构 (26)2.4.2 CBH对汞离子的荧光光谱 (27)2.4.3 CBH对汞离子的紫外-可见吸收光谱 (29)2.4.4 CBH对金属离子的选择竞争 (29)2.4.5 CBH对汞离子的核磁滴定及质谱滴定 (31)2.5 本章小结 (32)- IV -3 基于罗丹明B的铜离子荧光探针 (34)3.1 概述 (34)3.2 探针RBH的合成路线 (35)3.3 实验部分 (35)3.3.1 实验仪器及试剂 (35)3.3.2 探针RBH的合成步骤 (36)3.3.3 探针RBH的光谱测试方法 (36)3.4 结果与讨论 (37)3.4.1 RBH的晶体结构 (37)3.4.2 RBH对铜离子的荧光光谱 (38)3.4.3 RBH对铜离子的紫外-可见吸收光谱 (40)3.4.4 RBH对金属离子的选择竞争 (41)3.4.5 pH对探针RBH的影响 (42)3.4.6 RBH检测铜离子的时间依赖 (43)3.4.7 RBH对铜离子的质谱滴定 (44)3.4.8 RBH检测铜离子的细胞成像 (44)3.5 本章小结 (45)结论 (47)参考文献 (48)附录化合物的部分谱图 (55)攻读硕士学位期间发表学术论文情况 (60)致谢 (61) (62)引言对重要的金属离子进行有效识别通常在超分子化学中具有非常重要的意义，近年来随着我国科学技术的进步，工业化进程不断发展，工业化过程如电镀、染料和采矿工业等会产生不同浓度的有毒金属离子。