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钴、镍、锌是生物体中重要的金属离子,对生理过程有多方面的影响,建立对它们的识别与微量检测方法在生命和环境科学上具有重要的意义。卟啉类化合物是一种理想的荧光染料,具有大的Stokes位移、高的摩尔吸收系数和荧光量子产率等优点,因此基于卟啉类荧光传感器的研究已引起人们越来越多的关注。
本论文以卟啉做为荧光发色团,二甲基吡啶胺做为识别基团,通过改变两者桥联方式研究荧光传感器的性能为出发点,设计合成了四种荧光传感分子(P1、P2、P3和P4),通过核磁、质谱等手段对其进行了结构表征,用紫外吸收光谱和荧光发射光谱等分析手段研究了其对不同金属离子的识别性能,并对与离子的作用的机理进行了初步探讨。
实验结果表明,在乙腈:水=8:2体系中(10 mM HEPES缓冲溶液,pH=7.40)几种传感分子均对钴离子表现出较好的识别性能,可以作为荧光淬灭型的钻离子检测传感材料。P1、P2、P3对钴离子的检出限分别为1.71×10-7M、1.13×10-7M和6.15×10-8M,其中P3的检测限最低,其对钴离子的络合常数为1.31×108。JOB曲线表明,P1与钴离子2:1配位,P2和P3与钴离子1:1配位。
另外,P2和P3还分别可以用作镍离子和锌离子荧光探针,实现了多靶向性识别功能。P2对镍离子的检出限为1.29×10-7 M,P3作为对锌离子的比率型荧光探针,检出限为2.17×10-7 M,JOB曲线表明P3与锌离子发生了1:1配位作用。