用于金属离子识别的新型荧光探针的合成及性能研究

含吲哚和喹啉的荧光探针的合成及离子识别性能张茂风;张立光;钱志程;王江南;吕慧敏;陈磊;李俊骅【期刊名称】《化学试剂》【年(卷),期】2024(46)4【摘要】铜离子(Cu^(2+))和锰离子(Mn^(2+))在环境中分布广泛,也是生物体中重要的微量元素。

目前能同时检测此两种金属离子的分子探针较少。

将8-羟基喹啉-2-甲醛与吲哚-2-甲酸乙酯衍生物进行缩合,合成了两种新型的探针分子N′-[(8-羟基-2-喹啉基)亚甲基)]-1H-吲哚-2-甲酰肼和5-氯-N′-[(8-羟基-2-喹啉基)亚甲基]-1H-吲哚-2-甲酰肼,采用1H和13C核磁共振波谱法(NMR)、高分辨质谱(HRMS)和红外光谱(IR)法对新中间体及探针分子的结构进行了表征。

通过荧光和紫外光谱法研究了两种探针识别Cu^(2+)和Mn^(2+)的性能,结果表明探针在二甲基亚砜溶液中对Cu^(2+)和Mn^(2+)表现出快速、灵敏的荧光淬灭响应效果,检测限低于0.5μmol/L。

通过IR、HRMS和荧光可逆性实验对结合机理进行了初步探究,提出了可能的配合方式。

该方法可用于环境或工农业样品中Cu^(2+)和Mn^(2+)的快速识别和检测。

【总页数】8页(P34-41)【作者】张茂风;张立光;钱志程;王江南;吕慧敏;陈磊;李俊骅【作者单位】苏州卫生职业技术学院;苏州卫生职业技术学院药学院;中国科学院【正文语种】中文【中图分类】O65【相关文献】1.基于2-喹啉类的铝离子荧光探针的合成及性能研究2.喹啉取代的氟硼二吡咯染料类三价铁离子荧光探针的合成与性能3.吲哚三唑席夫碱荧光探针的合成及其对金属离子的识别研究4.含吡嗪、喹啉荧光探针的合成及其对金属离子的识别研究5.喹啉类席夫碱锌离子荧光探针的合成及性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

新型铁离子荧光探针的研究进展李连庆;罗艺【摘要】As heavy metal ions play an important role in human health, the rapid detection of trace heavy metal ions is a hot issue in the current research. As an important element in organism, the lack and overdose of iron can cause serious human dysfunction, so it is particularly importantfor fast recog-nition of iron ions. In this paper, we summarized the methods of synthesizing various kinds of fluore-scent probes with high selectivity and high sensitivity to detect the iron concentration with the specific identification of iron ions in various environments in recent years.%由于重金属离子对人类健康起着重要作用,因而对痕量重金属离子的快速检测,是当前研究的热点问题. 作为生物体内的重要元素,铁元素的缺少和过量都可能引起严重的人体机能障碍,因而能够对铁离子实现快速识别显得尤为重要. 本文作者通过研究近年来报道的高选择性高灵敏度铁离子荧光探针,对Fe3+的特异性识别及其实际应用的可能性进行总结,并对Fe3+荧光探针未来的发展方向进行预测.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2018(029)003【总页数】6页(P325-330)【关键词】荧光探针;铁离子;识别;进展【作者】李连庆;罗艺【作者单位】陕西学前师范学院化学与化工系,陕西西安710100;陕西学前师范学院化学与化工系,陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】O657.3铁元素作为最基本的生物系统的痕量元素，在生命系统的正常运行和生长中发挥着不可或缺地作用，在人体细胞中，广泛地参与多种生命过程，如细胞内DNA与RNA 的合成、细胞和氧在生命体内的代谢、质子转移、酶催化等. Fe3+在生命系统中有着不可替代的重要性，它的缺少和过量都可能引起严重的人体机能障碍. 因此，在临床、药物和环境等方面找到合适的Fe3+定量检测方法一直都是科研工作者努力的方向. 荧光探针是指其荧光性质(发射波长、强度和寿命等)可随着所处的环境(比如极性、黏度、温度和识别客体等) 改变而灵敏地改变的一类荧光性分子，当探针分子与金属离子特异性结合后，由于各种原因，探针分子的光物理性质会发生变化，通过各种检测方式检测到荧光信号的变化，从而检测到环境中金属离子的含量. 荧光探针具有选择性好、灵敏度高、对设备依赖小、操作简单和检测限低等优点，而且能够与激光扫描荧光显微镜成像技术及荧光成像技术相结合，实现在活体水平上无损原位的检测,使得荧光探针被认为是最有前景的方法之一.1 罗丹明类铁离子荧光探针罗丹明类染料具有荧光量子产率高、刚性平面结构较大、水溶性好、毒性小、最大发射波长位于可见光区等优点[1-4]. 此外，罗丹明类结构有多个修饰位点，能够引入特定基团对分子性能进行改造，以增加其在水溶液中的溶解度，增强光稳定性和生物融合性，使荧光探针分子能够满足在各种环境下Fe3+检测，提高荧光探针分子的检测选择性和灵敏度.QIN等[5]将罗丹明衍生物与喹啉衍生物结合，合成了探针1(图1). 当溶液中没有Fe3+时，在波长425 nm和550 nm处(罗丹明特征发射)没有出现荧光，这恰好证明了罗丹明核心呈环状异构体形式，添加Fe3+后，显示在波长425 nm处有轻微的荧光增强和在550 nm处有显著的荧光增强，前者的荧光增强是喹啉部分的特征发射，后者的则属于罗丹明的开环特征信号. 这种比率型Fe3+探针在溶液中有其他金属离子共存时对Fe3+有较高的选择性. 此外，它还具有良好的可逆性和较低的检出限，在生物体系和环境中检测微摩尔浓度Fe3+也具有潜在的应用价值. LIU等[6]以罗丹明B为发色团，乙二胺为连接臂，以羰基上的氧为特异识别位点，合成Fe3+特异性识别探针2. 探针与Fe3+之间以1∶1比例结合，探针分子上羰基氧原子参与Fe3+配位，荧光探针为可逆性良好的可逆探针，Na4P2O7溶液可作为解络合剂，从结合区剥离Fe3+，能够做到对探针的重复使用，经济环保，探针的pH适用范围为4～8，且对活细胞无毒害作用，为检测活细胞中铁离子含量提供了简便快捷的方法.高勇等[4]将1,2,4-苯三酸酐和罗丹明B酰肼作用合成一种改良型荧光探针3. 探针在苯三酸酐的一个位点连接上一个亲水性的基团羧基，从而大大提高了探针的水溶性，使探针能够在DMF/ Tris-HCl(1∶9, 体积比, pH = 7.4)的缓冲溶液中，完成对Fe3+的检测. 研究者使用紫外-可见光谱和荧光光谱两种检测方法对探针的识别性能进行了研究，探针在与铁离子特异性结合时，碳氧双键打开与铁离子结合，通过显著的荧光增强来识别Fe3+，且该探针对其他离子的抗干扰能力较强，对Fe3+具有良好的选择性，细胞影像研究显示探针对细胞膜具有良好的透过性，能够实现对细胞内Fe3+检测.MA等[7]以罗丹明酰氯化物为反应物合成了荧光探针4和5，溶液中无金属离子存在时罗丹明的螺内酰胺为闭环形式，无响应光谱信号，当加入Fe3 +后，内酰胺开环，与Fe3 +形成配合物，荧光信号显著增强，溶液明显由无色变紫色. 该荧光探针也具有良好的可逆性，乙二胺能够作为解络合剂使罗丹明的螺内酰胺重新闭环，通过活体细胞荧光成像实验表明，该荧光探针能够在细胞水平上实现对Fe3+的检测，可以作为探索生物学作用的高效工具，进一步了解Fe3+在细胞和生物器官的重要职能.LIU等[8]合成了一种新型吡啶基乙烯基罗丹明萘二甲酰亚胺比率型荧光探针6，该探针为Hg2+和Fe3+的双功能探针，罗丹明的内酯环在Fe3+/Hg2+存在下转化为开环形式. 当Fe3+/Hg2+浓度较低时，即会出现了新的发射峰，在波长581nm处荧光显著增强，肉眼即能感受到明显颜色变化，在浓度较高时，在波长481 nm处会出现强的荧光信号. 这个双响应的金属离子探针有着较高的荧光“开/关”响应灵敏度，在pH变化范围为2.92～4.5时，荧光强度变化与pH成线性相关. WANG等[9]设计了一种通过罗丹明和萘二甲酰亚胺荧光团之间的键能传递(TBET)的比率型荧光探针7. 该萘酰亚胺的罗丹明衍生物通过分子内化合键间的能量转移来检测金属离子，酰胺基上的氧原子参与了Fe3+的螯合，在金属离子的存在下化合键的能量转移得以实现，荧光强度增加. 这种荧光探针与Fe3+后荧光强度变化明显，可用裸眼观察到颜色变化，给Fe3+视觉检测提供了的简便方法. 该探针主要的不足为在中性水溶液中与铁离子的结合能力较差，但是由于其优异的选择性检测0.105 μmol/L Fe3+仍然是可以的. 提高其在中性水溶液中与Fe3+的结合能力仍然具有重要意义.JIN等[10]合成了荧光探针8，该探针具有水溶液好，能够对Fe3+表现出很好的灵敏度和高选择性，检出限仅为4.2×10 -8 mol/L. 此外，在添加Fe3+时快速增强的荧光强度给Fe3+检测提供了良好的检测方法. 更重要的是，颜色的变化是肉眼可观察的，因此可以用于裸眼检测的Fe3+. 此外，荧光探针在活细胞和斑马鱼的成像实验结果表明其具有良好的细胞相容性和低毒性，意味着它可用于检测活细胞中的Fe3+. 这些结果表明其在生物学方面具有重要的研究价值.YANG等[11]将罗丹明B与苯并噻唑衍生物结合合成了Fe3+荧光探针9，它对Fe3+的良好识别度在实验和理论计算上都得到了证实. 与其他探针不同的是，以往通常是探针的羰基上的配位氧与金属离子结合导致螺旋开放，而在这个探针中清楚地表明，与Fe3+配位的是苯并噻唑部分的N原子而不是羰基O原子. N原子优于O原子与Fe3+配位是因为从探针的结构上来看，N原子的孤对电子空间范围大于O原子，N原子轨道能量明显高于O原子，在能量充足的条件下,有利它与Fe3+的结合. 所以，可以认为Fe3+更易与苯并噻唑部分的N原子配位，并伴随着电子的转移形成醌型结构，导致荧光强度发生变化. 此探针最大优点在于它通过了活体细胞实验，在活细胞中仍与Fe3+结合，并且能够检测到荧光变化，为实现活体细胞中Fe3+检测提供了可能. 罗丹明类荧光探针1-9的结构如图1所示.图1 罗丹明类荧光探针1-9的结构Fig.1 Structure of rhodamine fluoresent sensors2 香豆素类铁离子荧光探针香豆素类荧光探针具有苯并α-吡喃酮核结构，其对金属离子的特异性识别依赖于香豆素环上各位点的取代基的性质. 香豆素的母体结构在常温下没有荧光，但是，当其7-位上有供电子取代基或 3-位和4-位上有吸电子取代基时，其吸收光谱和发射光谱发生会变化. 香豆素类荧光探针具有良好的光学特性：适宜的最大激发波长、发射波长适中，荧光量子产率高,Stokes 位移大和光稳定性好，可以有效降低细胞组分和生理液体的背景荧光[12].2012 年，MA等[13]将硫代卡巴肼与7-二乙氨基香豆素-3-甲醛结合，反应生成了具有硫脲基团和亚胺基团两个特异性识别基团的香豆素类探针10，在Tris-HCl的EtOH/H2O (95∶5,体积比) 溶液中加入Fe3+后，溶液中荧光强度显著增强，对 Fe3+的识别表现出很好的选择性和灵敏度.为了比较取代基对探针特异性识别的影响，陈国锋等[14]设计合成了系列香豆素衍生物11，实验结果表明Fe3+对探针的荧光具有猝灭作用，当R基团为乙基胺时，侧链越长，Fe3+对探针的猝灭能力越强. 2015年，BOZKURT等[15]合成了在作为能量供体的香豆素和作为能量受体的荧光素之间进行FRET过程而发生荧光的探针12. 当香豆素衍生物浓度为2×10-7 mol/L，荧光素的浓度为2×10-5 mol/L,这时能达到最高效率的FRET. 实验研究了Cu2+、Cd2+、Fe3+、Cr3+和Al3+等离子对荧光素和香豆素衍生物之间能量转移. 最终观察到Fe3+离子的存在抑制了两个分子之间的能量转移，而其他金属离子没有影响. 对Fe3+的检测限为2.54×10-6 mol/L. 由于其对Fe3+的高选择性，该荧光素香豆素衍生物具有很好的传感器应用潜力.ZHAO等[16]报道了香豆素类探针13, 在DMF/ HEPES(1∶1, 体积比，10 mmol，pH = 7.4)缓冲溶液中能够作为Fe3+开关型化学传感器，成功实现了对Fe3+有效检测. Fe3+的检出限可低至4.8×10-6 mol/L. 探针-Fe3+络合物还可作为开-关型荧光传感器，在相同条件下使用置换的方法用于磷酸根阴离子与常规阴离子和阳离子的检测. 此外，通过荧光显微镜研究了探针13对活性细胞中Fe3+和磷酸根阴离子的成像应用.蒋骐华等[17]研究了一种吗啉修饰的香豆素类探针14，由于吗啉环上氧原子影响了检测离子Fe3+与荧光探针之间的结合，增强了它们之间的相互作用，使之结合后更加紧密，对Fe3+的选择性和检测灵敏度也很高.香豆素类Fe3+荧光探针的结构如图2所示.图2 香豆素类Fe3+荧光探针的结构Fig.2 Structure of coumarin based Fe3+ fluoresent sensors3 BODIPY类铁离子荧光探针二吡咯亚甲基二氟化硼(BODIPY)染料是一类具有高摩尔吸光系数和高量子产率，强吸收和荧光带等特性荧光团，现在越来越广泛地应用于荧光探针. 在这一方面，已经设计和制备了大量的BODIPY染料用于检测二价过渡金属阳离子，很少有例子显示对三价阳离子的感应特征.SU等[18]合成了一种新型吡啶类硼-亚甲基二吡咯(BODIPY)型荧光探针15，用于检测含水介质中Fe3+. 该荧光探针与铁离子结合后荧光强度增强了近23倍，BODIPY作为荧光发色团，用一个冠状化合物作为Fe3+识别元件，与最常见的Fe3+干扰金属离子Cr3+和Hg2+离子相比，荧光探针对Fe3+离子的荧光开-关反应，表现出非常好的选择性和高灵敏度.WANG等[19]设计了一种基于BODIPY的比色荧光探针16，该探针将苯酚作为Fe3+的结合位点. 对Fe3+特异性识别很好，几乎不受Al3+/Cr3+等三价离子干扰. 在Fe3+存在下，探针在571至502 nm的吸收光谱中显示出显著的波长蓝移，当在571 nm处激发时，荧光增加超过268倍，导致颜色从粉红色变为黄色. 当在502 nm激发时，显示出40倍的荧光增强，从而将颜色从橙色变为绿色. 此外，细胞成像实验表明，探针16可以成功应用于细胞中监测Fe3+的生物成像试剂. BODIPY荧光探针的结构如图3所示.图3 2种BODIPY荧光探针的结构Fig.3 Structure of two kind of BODIPY fluoresent sensors4 其他类型铁离子荧光探针近年来，荧光有机纳米颗粒由于其低毒性，易于对表面进行官能团修饰和便于制备而引起了在化学或生物感测和成像的越来越多的关注. YANG等[20]通过在水溶液中自组装合成了一种新颖的荧光有机纳米探针. 该水溶性荧光团在水中显示出弱得可忽略的内在荧光，当与腺苷三磷酸(ATP)结合时，荧光纳米颗粒立即形成强烈的增强荧光. 这些荧光纳米颗粒显示出对Fe3+感测的高灵敏度和选择性，检测限为0.1 nmol/L. 此外，在HeLa细胞中，荧光团通过与细胞内的ATP相互作用显示出优异的成像性能. 这种荧光体系也被证明能够通过细胞环境中的荧光猝灭来测定Fe3+.LI等[21]合成了新型蓝色荧光树枝状大分子探针，该荧光大分子是由芘作为核心发射体将其与三苯胺(TPA)结合而成的，探针可用于在溶液中和膜中Fe3+的荧光猝灭传感器的研究. 在溶液和薄膜中Fe3+的该探针传感器的荧光检测限分别为6.5×10-7和5.0×10-7 mol/L. 此外，在蛔虫中生物荧光成像研究表明该探针在生物细胞中有一定的实际应用价值.HOU等[22]通过水热法合成了新的金属-有机骨架荧光探针，单晶X射线衍射分析显示，该探针具有双重互穿三维(3D)框架，且3D框架包含二维(2D)分层结构，其由左右交替组成双螺旋链. 当探针与Fe3+结合后，在它们之间的距离合适时，如果荧光团(供体)的发射光谱与分析物(受体)的吸收带具有一定程度的重叠就可以观察到共振能量转移. 实验表明Fe3+水溶液的吸收光谱与探针的激发光谱大部分重叠，而其他金属离子溶液没有明显的重叠. 所以，这种猝灭现象可归因于Fe3+水溶液和探针之间的激发波长(332 nm)能量的竞争吸收. 值得一提的是，探针不仅在水溶液中显示出对Fe3+离子的高选择性荧光猝灭效应，而且还能够抵抗其他金属离子的干扰. 探针可以在水中甚至沸水中保持其晶体结构，并且在水溶液中对Fe3+表现出高灵敏度和选择性的荧光猝灭效应，克服了MOFS普遍的在水环境中稳定性差的缺点，可能作为潜在的有希望的荧光传感器，以高灵敏度和选择性检测Fe3+离子.5 展望综上所述，用罗丹明、香豆素、BODIPY作为荧光团合成的Fe3+探针对Fe3+高选择性和高灵敏度得到了广泛的关注，对溶液中、细胞内以及环境中Fe3+的定性定量分析在实际应用中具有良好的应用前景. 新型荧光材料如荧光有机纳米颗粒、荧光树枝状聚合物、金属有机框架(MOF)等由于其与Fe3+特有的结合方式及不同的荧光强度变化机理，使其对Fe3+的选择性更胜一筹，如何解决荧光探针水溶性低，水稳定性差，pH探测范围窄，响应时间长等缺点，将为科研工作者关注的焦点. 荧光探针分子能够对溶液中、细胞内以及环境中Fe3+的定性定量分析，若能够实现其商品化，它将很好地运用于实验室研究、工业生产、医药卫生等方面，为提高人类生活质量做出巨大贡献.参考文献：[1] CHEN X Q, PRADHAN T, WANG F, et al. 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金属配合物荧光探针的设计和制备荧光探针是指可以对化学体系中的某些物质进行检测和分析的一种荧光化合物。

随着现代化学和生物学研究的深入，荧光探针的应用范围也越来越广泛，从纯化学领域到生物学、医学领域都有着重要的应用。

而金属配合物荧光探针是荧光探针中的一种，其荧光性能优异，可用于离子检测、分子识别以及生物标志物的探测等方面，具有广泛的应用前景。

金属配合物荧光探针是由金属离子和有机配体组成的一种化合物。

金属离子通常是过渡元素或稀土元素离子，在荧光探针中扮演着荧光基团的角色，而有机配体则主要作为配位体，促进金属离子与其他物质的结合，同时调节其荧光性能。

因此，金属离子和有机配体的选择是设计金属配合物荧光探针的关键。

在金属离子的选择上，由于不同的金属离子具有不同的配位数和电子结构，因此其对荧光性能的调节效果也不同。

以草酸为配体的镧系离子配合物，具有非常优异的荧光性能，可用于分子识别和氧化状态检测；而以苯醌为配体的钯离子配合物，可用于对硫化氢的荧光检测。

此外，金属离子的显色性和稳定性也是进行选择时需要考虑的因素。

有机配体的选择则通常从以下几个方面出发，例如分子结构、吸收光谱、荧光谱等，进行设计和修饰。

例如，一些含有腈基、芳香族和芳杂环配体，以及含有交叉共轭体系的配体，都具有良好的识别性和荧光性能。

此外，还可以通过改变分子基团的位置、大小、拉曼效应等方式来调节其对金属离子的配位性和荧光性能。

在实际制备过程中，通常需要将金属离子溶解于适当的溶剂中后，加入所选择的有机配体溶液，进行搅拌、加热等处理，直至所有组分充分混合，形成溶液，最后通过蒸干和紫外光谱、荧光光谱等手段进行结构表征。

总的来说，金属配合物荧光探针是一个具有广泛应用前景的领域，其设计和制备需要根据不同的应用目的和检测物质，进行合理的金属离子和有机配体选择和优化，在结构表征和应用分析等方面进行深入研究。

我国在金属配合物荧光探针方面的研究也取得了不少成果，未来还需继续加强研究，对其应用进行更为深入和有效的探索。

希夫碱金属探针的合成及应用研究比色法测定金属离子是一种简单、快速、重要的测定方法。

在工业和生物学上有着重要的应用。

本文以咔唑为原料合成了咔唑衍生物4-(9-咔唑基)苯甲酸甲酯(C1)、4-[(3-溴)-9-咔唑基]苯甲酸甲酯(C2)及4-(3-(5’-甲酰基噻吩)-9-咔唑基)苯甲酸甲酯(C3),并对其进行结构表征。

利用C3作为母体合成了4-(3-(5’-甲酰基噻吩)-9-咔唑基)苯甲酸甲酯氨基马来腈希夫碱(L1)和4-(3-(5’-甲酰基噻吩)-9-咔唑基)苯甲酸甲酯-4-氨基安替比林希夫碱(L2),以4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶为原料合成了4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶-安替比林希夫碱(L3)。

主要的工作有如下几个方面: (1)在咔唑9号位引入取代基苯甲酸甲酯合成了化合物C1。

在合成C1的基础上在咔唑3号位引入取代基合成了C2和C3化合物。

以C3为原料合成了化合物L1和L2。

利用核磁共振氢谱、红外光谱、紫外光普和荧光光谱对化合物进行了表征。

结果显示: C1.C2.C3最大吸收峰分别位于337nm(甲醇)、344nm(甲醇)、373nm(DMF)处。

L1和L2在441 nm(DMF)和407 nm(DMF)处存在最大吸收；C1.C2.C3最大光射波长分别为469 nm、460 nm、470 nm,均为蓝色荧光。

L1.L2最大光射波长分别为492和472 nm。

前者为绿色荧光,后者为蓝色荧光。

(2)以L2为荧光探针,考察了金属离子与L2作用后对L2荧光影响。

发现L2溶液中加入Co2+后荧光强度显著增大,利用Job法测得Co2+与L2形成了1: 1配合物。

配合物最大吸收峰位于375 nm,最大荧光发射位于466 nm。

Fe2+、Fe3+、Na+、K+、Ca2+、Ba2+、Mn2+、Ni2+、Hg2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+等共存金属离子不影响L2对Co2+的荧光识别。

L2作为荧光探针对Co2+识别的最小检测量为: 8.9×10-6 mol/L,线性范围: 8.9×10-6-5×104 mol/L,相关系数: R2=0.9911。

三种席夫碱类荧光探针的合成及应用研究
席夫碱（Xylenol orange）是一种具有荧光性质的化合物，可以作为荧光探针用于生物体内离子检测和分析。

以下列举了三种常见的席夫碱类荧光探针的合成方法及其应用研究。

1. 席夫碱偶氮盐类探针的合成及应用研究：
这类探针是通过将席夫碱与偶氮盐反应得到的，具有良好的荧光性能和选择性。

合成方法包括将席夫碱与亚硝酸钠在酸性条件下反应得到席夫碱偶氮盐。

应用研究中，这类探针常用于检测和测定金属离子（如钴、铁、锰等）的浓度及其分布状态。

2. 席夫碱丙烯酸盐类探针的合成及应用研究：
这类探针是通过将席夫碱与丙烯酸发生酯化反应得到的，具有良好的水溶性和细胞渗透性。

合成方法包括利用化学反应将席夫碱与丙烯酸反应而得。

应用研究中，这类探针常用于细胞内钙离子（Ca2+）的荧光探测和成像。

3. 席夫碱葡萄糖酮类探针的合成及应用研究：
这类探针是通过将席夫碱与葡萄糖酮反应得到的，具有较好的选择性和灵敏度。

合成方法包括将席夫碱与葡萄糖酮在碱性条件下进行加热反应而得。

应用研究中，这类探针常用于检测和测定生物体内葡萄糖的浓度及其分布状态。

总之，席夫碱类荧光探针的合成及应用研究是一个活跃且具有潜力的领域，不仅可以用于生物分析和成像，还可以应用于生物传感器、药物控释等方面的研究。

随着技术的进一步发展，席夫碱类荧光探针在生物医学领域的应用前景将更加广阔。

锌离子荧光探针的研究进展摘要：由于锌离子在人体细胞中广泛分布，在人体代谢过程中起着重要作用，特异性检测和监测锌离子浓度具有重要意义。

荧光探针因其设计简单、操作方便、灵敏度高、可用于细胞成像等优点，在锌离子检测中得到了广泛的应用。

荧光锌探针一般根据光诱导电子转移、分子内电荷转移、荧光共振能量转移、聚集诱导发射和螯合增强荧光等机制构建。

本文对近年来报道的荧光锌探针进行了简要的综述。

关键词：锌离子；识别机理；荧光探针引言锌在人体内是第二多的过渡金属元素，其广泛存在于人体细胞内，在细胞新陈代谢，基因表达，机体免疫和神经传输等活动中起着重要作用。

锌浓度的变化经常预示着某些疾病，如锌离子水平过高或过低可能导致酶活性失调，基因表达错误，神经传递受阻等生理紊乱现象。

因此，锌离子的有效检测和监控对相关疾病的诊断和治疗具有重要意义。

在多种检测方法中，荧光探针具有廉价易得，操作简单，灵敏度高，可实时监测等诸多优点，已广泛用于锌离子的选择性识别和检测。

依据荧光信号的变化，锌离子荧光探针可分为三个大类：荧光猝灭型，荧光增强型和比率型。

荧光猝灭型探针，即探针分子自身拥有荧光，与锌离子反应之后，荧光发生猝灭，通过荧光从有到无的过程检测锌离子的存在。

由于造成荧光猝灭的因素很多，尤其是在生物环境中，荧光信号受到的影响更为复杂，锌离子的存在并非荧光猝灭的唯一因素，因此荧光猝灭型探针的与此实用性较差。

比率型锌离子荧光探针是以两个不同波长处荧光强度的比值作为响应信号以测定锌离子含量，具有自校正的特点，可消除光源强度和仪器灵敏度的影响，并具有较高的精确度和灵敏度，近年来多见报道。

荧光增强型锌离子探针，其机理是探针分子本身不发出荧光或自身荧光较弱，与锌离子结合之后，荧光显著增强，通过荧光强度与锌离子浓度的线性关系实现定性，定量检测，该类型探针具有更好的特定与灵敏度，应用广泛。

因此，本文只收录后两种机制的文章。

典型的荧光探针通常由三个部分组成，即识别基团（作用基团），连接基团和荧光团（信号基团）。

2021年第23期广东化工第48卷总第457期 · 67 ·具有铜离子识别能力的新型硫脲探针的研究徐云龙(苏州中晟环境修复有限公司，江苏苏州215100)[摘要]基于荧光探针对Cu2+的识别原理，本文设计并合成了两种相似的硫脲类衍生物，合成这两种化合物后，我们采用傅里叶红外光谱(FTIR)和元素分析(EA)以及核磁共振氢谱(1H-NMR)等方法对其结构进行表征。

由于所合成的硫脲类衍生物作为配体与Cu2+发生配位反应，使其原有的荧光特性消失，即发生了荧光猝灭效应，从而达到选择性识别与检测的目的。

本文在设计荧光探针的应用上提供一定的理论和实验依据。

[关键词]硫脲衍生物；荧光探针；离子检测；荧光猝灭；铜离子[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)23-0067-03Research on a New Type of Thiourea Probe with Copper Ion Recognition AbilityXu Yunlong(Suzhou Zhongsheng Environmental Remeiation Company, Suzhou 215000, China) Abstract: Based on fluorescent probe to the identification principle,the article has synthesized two similar thiourea derivatives which one of them has good effect for copper ion selective detection .After synthesis of the two compounds, we use the Fourier infrared spectrum (FTIR) and element analysis(EA), 1H nuclear magnetic resonance (1H-NMR) and other methods for the characterization. Because of synthesis of thiourea derivatives were as ligands with copper ion complexing reaction, make its original disappeared fluorescence properties, namely the fluorescence quenching effect, so as to achieve the purpose of selective recognition and detection. This paper provides given mass of theoretical and experimental basis for the design of fluorescent probe.Keywords: thiourea derivatives；fluorescent probe；ion detection；fluorescence quenching；copper ions1 绪论铜是细胞必须的微量元素之一，然而铜离子作为一种重金属离子可以引起体内蛋白质变性。

一种新型铜离子探针的合成及性能研究李坤;马文辉;徐群;陈亚娟;山少斌【摘要】设计合成了一例香豆素衍生物L，作为选择性识别Cu2+的探针。

在Tris-HCl溶液（0.02 M，C 2 H 5 OH/water=8/2， V/V，pH 7.2）中，L本身为淡绿色，加入Cu2+后，溶液变为桃红色，吸收光谱红移148 nm；荧光猝灭率达到96.8%。

L对其它金属离子（K+，Na+，Ca2+, Mg2+，Cd2+，Ag+，Fe3+，Pb2+，Hg2+，Cr3+，Co2+，Ni2+，Zn2+）产生不明显的响应。

%A novel coumarin derivative L was designed and synthesized as a specific probe for Cu2+. In Tris-HCl solution(0.02 M,C 2 H 5 OH/water=8/2,V/V,pH 7.2),upon the addition of Cu2+,there are a 148 nm red-shift for L in absorption maximum,an obvious color change from palegreen to pink,and 96.8% fluorescence quenching efficiency. L have no obvious response toward other common metal ions(K+,Na+,Ca2+, Mg2+,Cd2+,Ag+,Fe3+, Pb2+,Hg2+,Cr3+,Co2+,Ni2+,Zn2+).【期刊名称】《齐齐哈尔大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P25-27)【关键词】香豆素;Cu2+;探针;裸眼识别【作者】李坤;马文辉;徐群;陈亚娟;山少斌【作者单位】精细化工黑龙江省普通高校重点实验室齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔 161006;精细化工黑龙江省普通高校重点实验室齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔 161006;精细化工黑龙江省普通高校重点实验室齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔 161006;精细化工黑龙江省普通高校重点实验室齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔 161006;精细化工黑龙江省普通高校重点实验室齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔 161006【正文语种】中文【中图分类】O612.3铜是生命系统中重要的微量元素和必需的营养素，其含量在人体内近次于铁、锌。