一种高选择性的汞离子荧光探针研制毕业设计

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1、一种高选择性的汞离子荧光探针研制毕业设计录第一章绪论11.1前言11.2汞离子荧光分子探针研究进展21.2.1罗丹明类汞离子荧光分子探针21.2.2香豆素类汞离子荧光分子探针51.2.3萘酰亚胺类汞离子荧光分子探针71.2.4卟啉类汞离子荧光分子探针91.2.5氟硼二吡咯(BODIPY)类汞离子荧光分子探针111.2.68-羟基喹啉类汞离子荧光分子探针131.2.7其它汞离子荧光分子探针141.3本课题研究目的、意义及主要内容151.3.1研究目的及意义151.3.2研究内容17第二章实验部分182.1仪器与试剂182.2化合

2、物的合成182.3测量过程19第三章结果与讨论213.1探针分子的设计与合成213.2光谱性质213.3pH影响243.4选择性243.5响应时间263.6小结26附录一探针分子MS、1HNMR和13CNMR表征35附录二文献综述38附录三外文翻译46附录四外文原文61iiii一种高选择性的汞离子探针研制1一种高选择性的汞离子探针研制第一章绪论1.1前言过渡金属及重金属广泛地存在于自然界中,其中的一些元素(如铜、锌等)在生命过程中具有非常重要的功能，而另外一些元素(如铅、汞、镉等)则在很低浓度时就对生物体具有极强的毒性[1-8

3、]。对这些物质的检测尤其是活细胞内重金属离子成像检测对生命、环境和医学科学等具有重要的意义。目前已经建立的测定金属离子的方法，主要有原子吸收（ASS)[9]/发射光谱法(AES)[10]，分光光度法[11-14]，高效液相色谱法(HPLC)[15]，电感祸合等离子体质谱法(ICPMS)[16]，化学发光法[17]，电化学法(极谱法和伏安法)[18-19]，荧光分析法[20-27]等。原子吸收分光光度法具有灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强、应用范围广等优点，目前已经成为各个部门、教学科研单位普遍使用的一种分析测试方法。其缺点是测

4、定难熔元素的灵敏度不高；而且，测定每种元素都需要一个特定元素的空心阴极灯，这对同时测定试样中多种元素颇为不便。此外，该方法不能反映所测元素的价态。分光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法，此方法具有灵敏度高、操作简单、仪器价格便宜等优点。但是，由于过渡金属离子结构和离子半径差别不大，在光度分析中常彼此干扰，导致测定方法的选择性不理想。ICPMS法和HPLC法所需仪器昂贵，样品预处理复杂，操作也比较繁琐。化学发光法选择性较差，不适于低浓度的生物样品的测定。电化学方法测定金属离子主要有极谱法和伏安法，具有灵敏、快速和简

5、单的优点，应用较为广泛。与上述检测方法相比，荧光检测法不仅方法简便，而且在灵敏度、选择性、响应时间、现场测定(如荧光成像技术)及生物应用等方面均有其突出优点。近年来，荧光分析法在金属元素的分析中的应用越来越广泛，从天然水，饮用水到废水污水，从土壤大气到动植物，从人体的头发骨骼血液到内脏等各个器官涉及到的样品等几乎是无所不有。荧光分析法具有很高的灵敏度，还具有选择性好、重现性好、取样量少、简洁快速的优点。荧光检测的方法主要有荧光生成、荧光碎灭、催化荧光等。随着一些新科学技术的引入还产生了诸如同步荧光、导数荧光、三位荧光等新技术，

6、使荧光分析法不断朝着高效、痕量、微观和自动化的方向发展。荧光分析法的灵敏度准确度和选择性不断提高。而且，最近荧光成像技术得到了快速的发展，主要是在生物分析领域中广泛应用。近年来，关于金属离子荧光探针的研究发展迅速，多种荧光探针已被设计合成用于测定金属离子。其中过渡金属和重金属离子荧光探针更是成为科技工作者研究的热点。基于光诱导电子转移(PET)、光诱导分子内电荷转移(PCT)、分子内共振能量转移(FRET)等机理所设计的Mg2+、Zn2+、Cu2+75一种高选择性的汞离子探针研制等荧光探针是研究最广泛的几种，其中一些探针己经可

7、以跨膜在细胞内对较低浓度的金属离子进行荧光成像检测。锡，汞等金属离子荧光探针也有相关报道，但这些探针分子大都存在不同缺陷，只有少数实现细胞内荧光成像，极大限制了在生命体中对这些痕量金属离子的实时原位检测。1.2汞离子荧光分子探针研究进展汞在自然界主要以元素汞、无机汞和有机汞三种形式存在。有机汞的毒性大于金属汞和无机汞化合物，因而更容易发生中毒。汞及其污染物可以通过火山喷发、采矿、固体废弃物焚化等各种各样的自然的以及人为的过程而广泛分布，从而污染大量的水、空气和土壤，并且通过环境中细菌的作用，汞元素和汞离子都可以被转化成甲基汞,

8、即使是在很低的浓度也可以进一步通过食物链富积于人体中。各种形态的汞及其化合物都具有高度的化学反应活性，它能与体内蛋白质、酶和核酸等生物分子中的羧基和磷酸基等官能团发生强烈缔合，进而扰乱细胞分裂和神经子传递等生命过程，对人的健康有极大的损害。同时它对大脑、骨骼、肾脏以及中枢神经