基于香豆素-锌卟啉能量传递体系的钴离子比率荧光探针的合成、结构与性质关系及对环境水样中钴离子定量检测

钴中毒会引起严重疾病,因此利用钴离子荧光探针对环境水样中钴离子?行定量检测是当前化学和环境科学等交叉学科的一个重要研究方向。针对目前所开发的钴离子荧光探针存在着不能定量检测钴离子的问题, 本项目利用比率荧光探针具有能够对被分析物进行定量检测的特点，基于本申请人的研究小组在比率荧光探针和香豆素-卟啉能量传递体系的研究基础上, 本项目旨在发展基于香豆素-锌卟啉能量传递体系的钴离子比率荧光探针, 研究其结构与性质关系, 并利用其定量分析水样中钴离子的浓度，为今后工业排水中钴离子污染监测提供理论指导和实验依据。该钴离子比率荧光探针具有一个显著特性，能够定量检测钴离子。因此本项目所发展的基于香豆素-锌卟啉能量传递体系的钴离子比率荧光探针有望为环境水样中钴离子定量分析提供一种强有力的新型方法，可用来定量检测工业污水中钴离子浓度，在环境保护方面有广阔的应用前景,它的开发具有重大的科学意义和应用价值。

过渡金属离子在很多领域中起着非常重要的作用，例如一些过渡金属离子如Co2+，Ni2+和Zn2+等，在人体的新陈代谢中有着不可替代的作用。然而，过量的过渡金属离子又对生物系统产生毒副作用。.荧光检测法因其灵敏度高、操作简单等优点，已经广泛应用于各个领域。因此，荧光探针分子的研究在当下已成为了一个热门的课题。然而，近年来，尽管文献中已经报道了很多有关重金属离子的荧光探针，但其中Co2+、Ni2+和Au3+的荧光探针相对较少，而报道的荧光增加型和比率型的Co2+，Ni2+，Cu2+和Au3+荧光探针则更少。这是由于顺磁性的Co2+，Ni2+，Cu2+等常常导致荧光猝灭。由于荧光减弱有比较差的信噪比，基于荧光淬灭响应的荧光探针在实际的分析应用一般是不实用的。目前，设计荧光增加型和比率型的Co2+，Ni2+，Cu2+和Au3+荧光探针仍然非常具有挑战性。为了解决这些问题，科学家们寻找各种新的途径设计荧光探针，解决超分子相互作用的荧光探针的荧光淬灭、选择性和灵敏度较低的问题。.在比率荧光染料分子的设计中，荧光共振能量转移机理起着举足轻重的作用。然而，利用FRET机理设计荧光探针仍然是一个非常具有挑战性的工作。荧光共振能量转移是指在两个不同的荧光基团中，如果一个荧光能量供体的发射光谱与另一个荧光能量受体的吸收光谱有一定的重叠，且两个荧光团相距在1-10 nm之间，则当能量供体荧光团被入射光激发时，可通过偶极-偶极偶合作用将其能量以非辐射方式传递给能量受体荧光团，即以能量供体荧光团的激发波长激发时，可观察到能量受体荧光团的荧光。香豆素和氟硼吡咯是一类重要的荧光物质，因其荧光量子产率高，发光性能好，在很多能量传递分子中用作能量供体，通过荧光共振能量转移（FRET）将能量传递到能量受体。而罗丹明和卟啉因其发射波长较长，在荧光探针的设计中被广泛用作能量受体。之前，我们实验室也已经报到了一些基于香豆素-卟啉共振能量转移体系的探针分子，这些探针分子都有着很优异的能量转移效率。在此基础上，在本项目中，我们利用香豆素或者氟硼吡咯作为能量供体，卟啉或者罗丹明作为能量受体，设计合成了基于香豆素-卟啉、香豆素-罗丹明和氟硼吡咯-罗丹明共振能量转移体系的Co2+/Ni2+/Au3+/Cu2+离子和具有重要生物活性硫醇等生物小分子比率荧光探针。