1、2012屆學生畢業(yè)設計(論文)材料（四）學 生 畢 業(yè) 論 文課題名稱一種基于8-羥基喹啉配位的可逆的Cu2+熒光探針的性能研究姓 名XX學 號XX院 系化學與環(huán)境工程學院專 業(yè)化學工程與工藝指導教師XX2012年5月28日湖南城市學院本科畢業(yè)設計（論文）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設計（論文），是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 本科畢業(yè)設計（

2、論文）作者簽名： 二一二 年 五月二十八日目錄摘 要1關鍵詞1Abstract1Key words11引言21.1熒光分子探針的定義與熒光產(chǎn)生過程21.1.1熒光分子探針的定義21.1.2熒光產(chǎn)生過程21.1.3化合物3的合成及表征21.2銅離子的危害、檢測方法以及銅離子探針的研究進展31.2.1銅離子的危害31.2.2現(xiàn)有銅離子檢測方法概況41.2.3銅離子探針的研究進展52實驗部分52.1主要儀器和試劑52.2 實驗方法62.2.1 溶液的配制62.2.2熒光光譜及紫外光譜的測定73 結果與討論73.1溶劑的選擇73.2熒光光譜和紫外光譜滴定83.2.1溶液配制83.2.2光譜性質(zhì)83.3

3、金屬離子的選擇性103.3.1溶液配制103.3.2光譜性質(zhì)103.4干擾離子的影響113.4.1溶液配制113.4.2光譜性質(zhì)123.5pH的影響133.5.1溶液配制133.5.2 光譜性質(zhì)133.6反應機理的探討143.6.1溶液配制143.6.2 光譜性質(zhì)143.結論15參考文獻16致謝17一種基于8-羥基喹啉配位的可逆的Cu2+熒光探針的性能研究XX(湖南城市學院化學工程與工藝專業(yè)XX屆學生）摘要：合成了一種羅丹明類Cu2+ 熒光增強型分子探針-化合物3，研究了它的光譜性能。在有機相/水相（體積比7:3）介質(zhì)中，往化合物3加入Cu2+ ，顏色由無色變?yōu)樽霞t色，熒光強度顯著增強。實驗結

4、果表明，化合物3對Cu2+ 的識別過程可逆，化合物3可在較寬的pH（4.01-7.48）值范圍檢測Cu2+ 。在3×10-63×10-4 mol/L的Cu2+濃度范圍內(nèi)，實驗在576 nm處呈良好的線性關系，檢測限為8.2 µM。關鍵詞：熒光；Cu2+ ；可逆；pH值Performance research on reversible Cu2 + fluorescent probe based on 8  hydroxyquinoline

5、0;coordinationQiong ai (2012 Year Student of Chemical Engineering and Technology Major, Hunan City University)Abstract：Synthesis compound 3 of enhanced fluorescence based on rhodamine for Cu2+，and studied its spectral properties. When Cu2+ was added into the compound 3 solution in the organic phase

6、/ water phase (volume ratio 7:3)，it changed from colorless to purple and elicited a dramatic change in the fluorescence spectra. The experiment results showed that the recognition process of the compound 3 for Cu2+ was reversible，the compound 3 can detect Cu2+ in the wide pH range of 4.017.48In the

7、3×10-63×10-4 mol/L range of Cu2+ concentration，the experiment is in good linear relationship in the 576 nm，and the detection limit is 8.2 µMKey words：fluoresence；Cu2+；reversible ；pH1引言1.1熒光分子探針的定義與熒光產(chǎn)生過程1.1.1熒光分子探針的定義熒光探針是能和個別組織特異結合而又不干擾其他組織成分自身熒光的那些熒光化合物。熒光探針大多是含有共扼雙鍵體系的有機化合物，共輛雙鍵使其容

8、易吸收激發(fā)光，其激發(fā)波長多處于近紫外區(qū)或可見光區(qū)，發(fā)射波長多處于可見光區(qū)。 作為熒光探針應該具有以下特點：第一，熒光探針的熒光必須與生物樣品的背景熒光易于區(qū)別；第二，熒光探針必須不干擾研究的主體；第三，熒光探針主要用于生物活體或在天然生物條件下的體外樣品的研究，所以熒光探針的毒性、使用的pH范圍，生物相容性等方面都有嚴格的要求1-2。1.1.2熒光產(chǎn)生過程 分子具有不同的能級，電子處于不同的能級中，當特定光照射到分子上，電子被激發(fā)，從低能級躍遷到高能級。含有處于較高能級電子的分子為激發(fā)態(tài)分子，不穩(wěn)定，高能級電子通過輻射躍遷和非輻射躍遷失去能量返回基態(tài)。熒光就是伴隨著處于激發(fā)態(tài)的分子或原子返回基

9、態(tài)過程中放射出來的一種光能。一般來說，熒光試劑分子處于基態(tài)（S0），當有外部光源照射時，試劑分子吸收了光子能量（hvEX）后躍遷到第一電子激發(fā)態(tài)（singlet state, S1）。這種激發(fā)態(tài)存在的時間有限一般為（110）×10-9s。在此期間，試劑分子發(fā)生構象變化，并可能受到分子相互作用的影響。S1的能量部分散失，產(chǎn)生一種馳豫的最低振動能級的單激發(fā)態(tài)（relaxed singlet excited state, S1）， 當分子從 S1發(fā)生輻射躍遷到基態(tài)，放出光子，這時就產(chǎn)生了熒光3。1.1.3 化合物3的合成及表征圖解1化合物3的合成路線化合物3的合成如圖解1所示。中間體羅丹明

10、B肼（化合物1）及化合物2根據(jù)文獻4-5合成。將39.1 mg (0.086 mmol)化合物1和9.8 mg (0.057 mmol)化合物2溶于3 mL乙醇，再滴加2滴醋酸，然后在50下攪拌1 h，減壓蒸出溶劑。將粗產(chǎn)品用200-300目的硅膠柱分離純化，洗脫劑為石油醚（沸點：60-90）/乙酸乙酯（3:1, V/V），得到32.4 mg淺黃色固體，產(chǎn)率90.2%。熔點：236-238 ; 1H NMR (400 MHz, CDCl3), = 8.65 (s, 1H), 8.11-8.01 (m, 4H), 7.54-7.49 (t, J = 8.8 Hz,2H), 7.39-7.35 (

11、t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.26-7.23 (t, J = 7.0 Hz, 1H), 7.17-7.15 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.10-7.08 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 6.57-6.54 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.49(s, 2H), 6.26-6.24 (d, J = 7.6 Hz, 2H),3.35-3.30 (t, J = 6.8 Hz, 8H), 1.17-1.14 (t, J = 6.8 Hz, 12H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 153.1, 152.6, 152.1, 149

12、.1, 145.9, 137.5, 135.9, 133.9, 128.4, 128.1, 127.9, 124.0, 123.7, 118.8, 117.7, 110.0, 108.0, 105.5, 98.0, 66.1, 44.3, 12.6. ESI-MS m/z = 612.3 M+H+, calc. for C36H33N5O3 =611.3; 1.2銅離子的危害、檢測方法以及銅離子探針的研究進展1.2.1銅離子的危害近年來，生物體內(nèi)、環(huán)境中金屬離子，尤其是過渡金屬離子的檢測跟蹤引起了人們的廣泛關注。而銅離子，作為人體生命活動過程中一種重要元素，其在水溶液中的定向檢測和測量更是受到

13、了極大的關注。銅是維持生物體正常生命活動不可缺少的必需微量元素之一，它的含量雖然很少，但起著非常重要的作用。當機體內(nèi)銅離子濃度超出或低于細胞所需的濃度范圍時就會擾亂生命系統(tǒng)的正常活動而使細胞中毒，從而引起嚴重的銅代謝障礙疾病，比如肝豆狀核變性疾病(Menkes Wilson disease)。阿耳茨海默氏早老性癡呆病(Alzheimers disease)。朊病毒疾病(Prion diseases)。環(huán)境中微量的銅離子污染，可以通過生物鏈作用而產(chǎn)生富集6。當人飲用或食用受銅離子污染的水和食物,導致體內(nèi)銅離子含量過高時，便會引發(fā)各種不治之癥。因此，對自然環(huán)境和生物體內(nèi)銅離子的檢測7-8就十分有必

14、要。1.2.2現(xiàn)有銅離子檢測方法概況迄今，國內(nèi)外學者對銅離子的測定進行了大量的研究。常規(guī)的測定銅離子的方法主要有催化熒光光度法、碘量法、火焰原子吸收法、萃取光度法、差分脈沖伏安法等。催化熒光光度法根據(jù)張淑靜9等人的研究結果表明，在氨水-氯化銨緩沖介質(zhì)中，過氧化氫氧化靛藍胭脂紅的反應產(chǎn)物有熒光，痕量銅()對該反應有明顯的催化作用，建立了催化熒光光度法測定痕量銅的方法。方法的靈敏度高，選擇性好，用于大米、面粉和茶葉中痕量銅的測定，獲得滿意結果。碘量法碘量法是一種常見的實驗室的測銅離子的方法，原理很簡單，利用淀粉作指示劑，加入過量KI溶液，然后Na2S2O3進行反滴定的過程。董晶10提出物質(zhì)性質(zhì)決定

15、了化學分析的分析操作條件。了解和熟悉物質(zhì)性質(zhì)有助于理解分析操作條件確定的原因，在實際分析操作過程中可以更加準確地控制分析操作條件，從而提高分析結果的準確度。 火焰原子吸收法閔翔11等人通過采用雙毛細管動態(tài)標準加入法測定復雜基體中銅，可以消除常規(guī)火焰原子吸收法測銅時由于樣品基體復雜和校準曲線基體差異太大使結果準確度降低的情況，又可以使傳統(tǒng)標準加入法的煩瑣步驟得以簡化，方法簡便快速，試劑消耗少。萃取光度法二乙二硫代甲酸鈉(DDTC) 萃取光度法在我國為測定水質(zhì)銅的標準分析方法之一，標準法中介紹：“在氨性溶液中(pH 910) 銅與二乙氨基二硫代甲酸鈉作用，生成摩爾比為12的黃棕色絡合物。”其緩沖溶

16、液的配制為：“稱取氯化銨70 g溶于適量水中，加入570 mL 氨水，用水稀釋至1 000 mL。”經(jīng)王強會12等人的研究表明，經(jīng)計算并用酸度計測定，該緩沖液的pH值都大于10 ，這與標準法所介紹的910是有些不相符的。差分脈沖伏安法常煥球13等人用鉛筆芯作為電極材料制成了供常規(guī)分析用的亞微盤電極。研究發(fā)現(xiàn)，在濃氨水介質(zhì)中，二價銅離子在自制的亞微盤工作電極上于+0.09V<VS、Ag-AgCl>處有一靈敏的不可逆還原峰。銅（）濃度在3×10-6 2×10-5 mol/L的范圍內(nèi)峰高與濃度有良好的線性關系。該電極制備簡單、經(jīng)濟，在差分脈沖伏安法測定廢水中的銅時，重

17、現(xiàn)性好，幾乎不存在殘留效應，結果令人滿意。1.2.3銅離子探針的研究進展1997 年，Czarinik 14等合成了羅丹明B酰肼，其可以選擇性識別銅離子，該熒光探針是基于銅離子催化羅丹明B酰肼水解生成強熒光的羅丹明B分子的。2006 年，Aijun Tong15等合成水楊醛羅丹明B酰腙，可以可逆性的熒光增強識別銅離子。也就是說，在緩沖溶液中，當加入銅離子時，內(nèi)酰胺螺環(huán)狀結構被打開，吸收和熒光增強，當加入絡合劑EDTA 時，化合物表現(xiàn)出沒有吸收和熒光，而在此時再加入銅離子，熒光恢復。2007年，Yasuhiro Shiraishi16等人，合成了乙二胺乙酞乙酸羅丹明B衍生物，當該探針與銅離子發(fā)生

18、作用的時候，會產(chǎn)生綠色的熒光，并發(fā)生藍移(45 nm)，其它離子如汞離子也可引起熒光增強，但最大發(fā)射波長不會移動。Yang等通過在酸性條件下羅丹明B-酰肼與硫氰酸甲間的一步反應合成了一種Cu2+熒光探針。向該探針的乙腈/水溶液中添加Cu2+后，會造成熒光分子內(nèi)酰胺鍵斷裂，從而引起體系的熒光和紫外吸收明顯增強。利用該探針實現(xiàn)了水相中Cu2+熒光和紫外檢測，方法的線性范圍分別為0.20.4 和0.510 mol/L。他們將該方法應用于自來水中Cu2+含量的測定，測定結果與原子吸收光譜方法測定結果一致。Zhao等在2009年設計合成了一種新型羅丹明類酰胺衍生物5，并將其應用于水溶液和活體細胞中Cu2

19、+的檢測。這種比色探針對銅離子的反應是瞬時可逆的，并且在其它金屬離子濃度很高的情況下也不會對銅離子的比色和熒光信號產(chǎn)生干擾，這一特征使其很好地滿足了生物醫(yī)學和環(huán)境監(jiān)測方面的特殊要求。目前，該類探針已廣泛應用于環(huán)境體系中銅離子濃度的檢測和生物活細胞銅離子分布成像實驗，其優(yōu)異的綜合性能預示了極好的應用前景17。2實驗部分2.1主要儀器和試劑Hitachi F-2500 型熒光分光光度計 日本日立公司U-3010 紫外分光光度計 日本日立公司PHS-3E 型精密pH計 上海第三分析儀器廠FC104 電子天平 上海精密科學儀器有限公司UV-三用紫外分析儀 北京亞力思科學器材公司羅丹明B-8-羥基-喹啉

20、 - AR 實驗室合成三羥甲基氨基甲烷 -AR國藥集團化學試劑有限公司鹽酸 AR 湖南省株洲市化學工業(yè)研究所CuCl2·2H2O -AR 湖州化學試劑廠Ag+，Al3+，Ca2+，Cd2+，Co2+，Cr3+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，K+，Mg2+，Na+，Zn2+的可溶性鹽均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水。2.2 實驗方法2.2.1 溶液的配制5×10-4 mol/L 化合物3溶液（即母液）的配制：用稱量紙準確稱取探針0.0031 g并轉入10 mL比色管中，往比色管中加入無水無醇（AR 天津市恒興化學試劑制造有限公司）至刻度線，充分搖勻，密封，備用。 pH=7.00的tri

21、s-HCl緩沖溶液的配制：準確稱取三（羥甲基）氨基甲烷（AR國藥集團化學試劑有限公司）1.5141 g于燒杯中，加入適量蒸餾水溶解并轉移至250 mL容量瓶中，加蒸餾水水稀釋至刻度下約1cm處，用稀HCl（AR 湖南省株洲市化學工業(yè)研究所）調(diào)節(jié)至pH=7.00，并搖勻。3×10-2 mol/L的Cu（） 標準儲備液的配制：準確稱取CuCl2·H2O（AR）0.0512 g 于10 mL比色管中，加入10 mL蒸餾水溶解并充分搖勻。3×10-3 mol/L的Cu（） 標準儲備液的配制：準確移取1 mL3×10-2 mol/L的Cu2+ 標準儲備液于10 m

22、L比色管中，并加入9 mL蒸餾水充分搖勻。3×10-4 mol/L的Cu（）標準儲備液的配制：準確移取1 mL3×10-3 mol/L的Cu2+ 標準儲備液于10 mL比色管中，并加入9 mL蒸餾水充分搖勻。以下儲備液的配制方法同上：3×10-2 mol/L 的S（）標準儲備液的配制：準確稱取Na2S·9H2O（AR，天津市恒興化學試劑制造有限公司）0.7205 g；3×10-2 mol/L 的Ag() 標準儲備液的配制：準確稱取AgNO3（AR 湖南高純化學試劑廠）0.0510 g；3×10-2 mol/L 的Al() 標準儲備液的

23、配制：準確稱取Al2(SO4)3（AR）0.1999 g。3×10-2 mol/L 的Ca() 標準儲備液的配制：準確稱取準確稱取CaCl2（AR 天津市化學試劑公司）0.3330 g；3×10-2 mol/L 的Cd() 標準儲備液的配制：準確稱取Cd(NO3)2（AR）0.0093 g；3×10-2 mol/L 的Co() 標準儲備液的配制：準確稱取Co(NO3)2·6H2O（AR 天津市科密歐化學試劑制造有限公司）0.0873 g；3×10-2 mol/L 的Cr() 標準儲備液的配制：準確稱取Cr(NO3)3·9H2O（AR

24、北京五七六零一化工廠）1.2004 g；3×10-2 mol/L 的Fe() 標準儲備液的配制：準確稱取準確稱取FeSO4（AR 湘中地質(zhì)實驗研究所）0.6024 g；3×10-2 mol/L 的Fe() 標準儲備液的配制：準確稱取準確稱取FeCl3·6H2O（AR 臺山化工廠）0.8110 g；3×10-2 mol/L 的K() 標準儲備液的配制：準確稱取KNO3（AR 湘中地質(zhì)實驗研究所）0.3033 g；3×10-2 mol/L 的Mg（）標準儲備液的配制：準確稱取MgCl2（AR 天津市風船化學試劑科技有限公司）0.6099 g；3&#

25、215;10-2 mol/L 的Na（）標準儲備液的配制：準確稱取NaNO3（AR）0.2550 g；3×10-2 mol/L 的Zn（）標準儲備液的配制：準確稱取準確稱取ZnSO4（AR 天津市大茂化學試劑廠）0.8628 g；2.2.2熒光光譜及紫外光譜的測定準確按順序量取母液、各種溶液于不同10 mL比色管中，使得比色管中溶液總體積3 mL，將比色管于UV-三用紫外分析儀下，觀察其溶液熒光顏色的變化。待反應完全后，在Hitachi F-2500熒光分光光度計下，選擇激發(fā)/發(fā)射夾縫寬為5.0 nm/5.0 nm，光電倍增電壓PTM為400 V，用1 cm的石英比色皿盛入待測液，于

26、激發(fā)/發(fā)射波長Eex/Eem=500.0 nm/576.0 nm處測其熒光強度；UV-Visible紫外儀上記錄400-700 nm波長范圍內(nèi)的紫外光譜。所有實驗均在室溫下進行，詳細記錄數(shù)據(jù)，并且用不同格式保存。3 結果與討論3.1溶劑的選擇考慮反應物和生成物的溶解性、穩(wěn)定性等，以及反應速率和反應信號的強度。一般選取沸點相對較高與水互溶的溶劑如EtOH， DMF， DMSO， THF，CH3CN等，溶劑都要求為色譜純的。準確稱量3份質(zhì)量為0.0031 g 探針,放置于10 ml規(guī)格的比色管中，于相同情況下分別加入10 ml蒸餾水、無水乙醇、乙腈。然后放進超聲波儀器中，放置10分鐘，拿起觀察。溶

27、劑為蒸餾水、乙腈的比色管中有明顯的固體顆粒，而無水乙醇中則沒有，因此溶劑選擇為無水乙醇。3.2熒光光譜和紫外光譜滴定3.2.1溶液配制條件：V乙醇：VH2O=7:3，cprobe=5×10-4mol/L，總體積3 mL，滴定Cu2+。表1滴定實驗各溶液配置如下樣品管號EqVprobe/mLV乙醇/mLVtris-HCl/mLVCu2+/mLc Cu2+/molL-110.20.092.010.870.033×10-420.40.092.010.840.0630.60.092.010.810.0940.80.092.010.780.1251.00.092.010.750.15

28、62.00.092.010.870.033×10-374.00.092.010.840.0686.00.092.010.810.0998.00.092.010.780.1210100.092.010.750.1511200.092.010.870.033×10-212400.092.010.840.0613600.092.010.810.0914800.092.010.780.12151000.092.010.750.151600.092.010.90003.2.2光譜性質(zhì)圖1 在EtOH /Tris（7:3, V/V）條件下，化合物3隨著Cu2+濃度的增加(0100 eq

29、uiv)，在激發(fā)波長為576 nm處的熒光光譜。插圖：在576 nm處的熒光強度與Cu2+濃度的關系 無色 紫紅色 黑色 紅色圖2化合物3 (10 µM)和化合物3 (10 µM)+ Cu2+ (40 equiv)溶液的可見光及熒光顏色變化圖3 在576 nm處的熒光強度與Cu2+濃度增加(020 equiv)的線性關系圖4 在576 nm處Cu2+濃度與熒光強度的對比由圖1可知，不加Cu2+時，在EtOH /Tris（7:3, V/V）條件下溶液幾乎沒有熒光，說明探針以螺酰胺閉環(huán)的形式存在，隨著Cu2+濃度的增加，在576 nm處熒光強度顯著提高，證明探針分子發(fā)生了開環(huán)，

30、形成了共軛體系較大的熒光體系。溶液的顏色由無色變成紫紅色，在365 nm手持熒光燈下溶液的熒光由黑色變成紅色（圖1），用肉眼即可很容易分辨出溶液中是否存在銅離子。在化合物3為40個當量（eq）時，熒光最強。在3×10-63×10-4 mol/L范圍內(nèi)，在576 nm處呈良好的線性關系（圖3），這表明在很大的濃度范圍內(nèi)有望作定量檢測。固定化合物3的濃度，在分析物濃度相對較低范圍內(nèi)作滴定實驗（所有滴定的濃度都有響應），得到相應的熒光強度。根據(jù)用分析物的不同濃度滴定時所得到得熒光強度，計算出相應的(Fmin-FM)/(Fmin-Fmax)值并作(Fmin-F)/(Fmin-Fma

31、x)-LogM 圖（Fmin為背景熒光強度值，F(xiàn)max為反應達飽和時的熒光強度值）如下圖4所示。線性回歸方程為Y=1.90656+0.39719X，相關系數(shù)R=0.995。測定15次探針空白，得標準偏差為1.3，以三倍標準偏差計算得出檢測限為8.2 µM，表明靈敏度較高。3.3金屬離子的選擇性3.3.1溶液配制條件：V乙醇：VH2O=7:3，cprobe=5×10-4 mol/L，cMn+=3×10-2 mol/L，總體積3 mL。表2選擇實驗各溶液配置如下樣品管號Mn+VProbe/mLV乙醇/mLVtris-HCl/mLMn+/mL1Ag+0.092.010.

32、840.062Al3+0.092.010.840.063Ca2+0.092.010.840.064Cd2+0.092.010.840.065Co2+0.092.010.840.066Cu2+0.092.010.840.067Cr2+0.092.010.840.068Fe2+0.092.010.840.069Fe3+0.092.010.840.0610K+0.092.010.840.0611Mg20.092.010.840.0612Na+0.092.010.840.0613Zn2+0.092.010.840.063.3.2 光譜性質(zhì)(a) (b) 圖5 在EtOH /Tris (7:3, v/v

33、, pH=7.00)下，化合物3 (10 µM)中加入不同金屬離子(40 equiv)后的 熒光光譜(a)及紫外光譜(b)(1-13分別代表Ag+,Ca2+,Cd2+,Co2+,Fe2+,K+,Mg2+,Na+,Zn2+,Al3+,Cr3+,Cu2+,Fe3+)此時溶液的最大吸收波長在576 nm，本實驗中對化合物3測試采用條件是在30的水中進行，其中有機溶劑與水的比例是EtOH /Tris=7:3，V/V。從圖5可以看出，該探針對Cu2+的選擇性最強，而Al3+、Cr3+、Fe3+相對于其余的金屬離子，對Cu2+的選擇性有一定的干擾，可通過加入其對應離子的掩蔽劑，排除其干擾。3.4

34、干擾離子的影響3.4.1溶液配制條件：V乙醇：VH2O=7:3，cprobe=5×10-4 mol/L，cMn+=3×10-2 mol/L，總體積3 mL。表3競爭實驗各溶液配置如下樣品管號Mn+VProbe/mLV乙醇/mLVtris-HCl/mLVCu2+/mLV Mn+/mL1空白0.092.010.840.0602Ag+0.092.010.780.060.063Al3+0.092.010.780.060.064Ca2+0.092.010.780.060.065Cd2+0.092.010.780.060.066Co2+0.092.010.780.060.067Cr2+

35、0.092.010.780.060.068Fe2+0.092.010.780.060.069Fe3+0.092.010.780.060.0610K+0.092.010.780.060.0611Mg20.092.010.780.060.0612Na+0.092.010.780.060.0613Zn2+0.092.010.780.060.063.4.2光譜性質(zhì)圖6化合物3 (10 µM)與不同金屬離子(40 equiv)的熒光反應（1-13分別代表Cu2+, Ag+, Al3+, Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr2+, Fe2+, Fe3+, K+, Mg2+, Na+, Zn2

36、+）在化合物3 -Cu2+絡合物溶液中，加入相同物質(zhì)的量的一系列常見金屬陽離子溶液，因Cu2+與化合物3絡合相對其余金屬離子較強，在上述選擇性實驗中，掩蔽鐵、鉻、鋁離子的影響，各組溶液熒光吸收強度差別不大，說明其余干擾離子的存在不影響其熒光探針對Cu2+的檢測。3.5pH的影響3.5.1溶液配制條件：V乙醇：VH2O=7:3，cprobe=5×10-4 mol/L，cCu2+=3×10-2 mol/L，總體積3 mL表4pH影響實驗各溶液配置如下樣品管號pH值VProbe/mLV乙醇/mLVtris-HCl/mL13.000.092.010.8423.550.092.010

37、.8434.010.092.010.8444.450.092.010.8455.050.092.010.8465.510.092.010.8476.000.092.010.8486.530.092.010.8497.020.092.010.84107.480.092.010.84118.010.092.010.84128.500.092.010.84139.000.092.010.843.5.2 光譜性質(zhì)圖7 pH與溶液熒光強度的關系用稀鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)tris-HCl緩沖溶液的pH值，用PHS-3E型pH計準確測定其值，配制以上溶液后，在日立F-2500熒光分光光度計下進行測定，由圖可知，

38、在pH為4.457.48之間溶液的熒光強度相差不大，比較穩(wěn)定。故可知，此化合物3檢測Cu2+的適宜pH范圍為4.457.48。3.6反應機理的探討3.6.1溶液配制 條件：V乙醇：VH2O=7:3，cprobe=5×10-4 mol/L，cCu2+=3×10-2 mol/L，總體積3 mL。表5Job-Plot曲線實驗各溶液配置如下比例VProbe/mLV乙醇/mLV銅離子(0.003M)Vtris-HCl/mL1:90.0062.0940.090.212:80.0122.0880.080.223:70.0182.0820.070.234:60.0242.0760.060.

39、2 45:50.0302.070.050.256:40.0362.0640.040.267:30.0422.0580.030.278:20.0482.0520.020.289:10.0542.0460.010.29 條件：V乙醇：VH2O=7:3，cprobe=5×10-4 mol/L，S2-=3×10-2 mol/L，總體積3 mL。表6可逆性實驗各溶液配置如下樣品管號VProbe/mLV乙醇/mLVtris-HCl/mLVCu2+/mLVS2-/mL10.092.010.840.06020.092.010.780.060.063.6.2 光譜性質(zhì)圖8 室溫下，在EtOH

40、 /Tris (7:3, v/v), pH=7.00條件下用工作曲線法分析化合物3和Cu2+圖9 溶液熒光強度的變化：化合物3 (10 µM)+ Cu2+(40 eq)；化合物3 (10 µM)+ Cu2+(80 eq)+S2-由圖8可知，當溶液中Cu2+與化合物3之比小于5:5時，隨著化合物3與Cu2+的比例的增加，溶液的熒光強度逐漸增大；當溶液中Cu2+與化合物3之比大于5:5時，隨著化合物3與Cu2+的比例的增加，溶液的熒光強度迅速減小，所以可以確定Cu2+與探針是1:1配位。為了進一步討論化合物3的可逆性，我們在EtOH /Tris (7:3, v/v, pH=7.

41、00) 溶液中存在10 µM的探針和40當量的Cu2+，測試其熒光強度，毫不例外熒光強度增強，然后加入過量的S2-再測試其熒光強度（圖9），發(fā)現(xiàn)幾乎沒有了熒光，結果表明化合物3鍵合銅離子的過程是可逆的，說明此銅離子與化合物3發(fā)生了配位作用。可能的鍵合模型如圖10。圖10 加入Cu2+后化合物3的熒光變化鍵合模型3.結論（1）這種8-羥基喹啉配位的熒光探針是一種典型的“naked-eye”探針，具有紫紅色的熒光效應，能夠很好地溶解于無水乙醇當中；（2）在pH為4.457.48的范圍內(nèi)，這種探針對銅離子的選擇性和靈敏性高，是一種較好的檢測銅離子的熒光探針；（3）這是一種可逆反應型的銅離子探針。參考文獻1 宋春霞基于羅丹明B的陽離子熒光探針的研究D大連理工大學，2009.2 張麗珠羅丹明燃料的合成及作為離子探針的應用研究D大連理工大學，2008.3 段二紅羅丹明B類衍生物的合成及表征D天津大學化工學院，2005.4 魯傳華，周雙生含硫Schiff堿銅()配合物的合成與表征J化學試劑, 2