汞具有较强的毒性,对人类健康和环境都有很大的危害,是危害极其严重的重金属元素之一。元素汞可以随着食物链发生富集作用,由于人体内不能直接代谢汞,因此汞会在人体中累积,最终可能导致多种难以治愈的疾病。比如血液中的金属汞进入脑组织后,会氧化成汞离子,在脑组织中积累,对中枢神经系统造成不可逆损害。此外,汞离子转移到肾脏后,也会对肾脏造成影响,出现肾病综合征等症状,因此快速识别环境及生物体中的汞离子是十分重要的。本论文采用一种高效简便的化学方法—荧光探针法实现了对汞离子的准确响应,本文将一种带有氧硫杂原子的N-苯基15冠醚(NTO)作为汞离子识别基团,设计出了一类新型红光/近红外汞离子荧光探针,主要内容如下:1.简述了汞离子的危害和目前常见的检测方法,总结了荧光探针法的优势,按照与汞离子结合后产生不同的荧光信号概述汞离子探针的研究现状,并提出的本文的研究内容。2.以N,N-二羟乙基苯胺、三溴化磷、2,2’-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇等为原料,合成了一种带有氧硫杂原子的N-苯基15冠醚(NTO)作为汞离子识别基团,并将其与(3,5,5-三甲基环己-2-烯亚基)丙二腈荧光团连接制备了 MNC汞离子荧光探针,借助NMR、ESI-MS等对其结构进行表征,利用紫外分析仪,荧光光谱仪对其汞离子响应进行测试。结果表明,探针MNC的紫外吸收和荧光发射分别位于520 nm和672 nm处,加入Hg2+后,溶液由红色转变为黄色。此外,紫外吸收光谱和荧光光谱发生明显改变,最大吸收波长从520nm处蓝移至400 nm处。在荧光光谱中,673 nm处的荧光发射峰明显减弱。经计算,MNC与Hg2+的结合常数为1.6×105 M-1,检出限为8.33×10-5 mol/L。此外,MNC已经成功的用于生物样本、活体斑马鱼及细胞中Hg2+的检测。3.在第二部分的基础上,将NTO与氟硼二吡咯(BODIPY)荧光团连接,并通过延长共轭结构将其紫外吸收波长和荧光发射波长拓展至近红外区域,制备了NTO-BDP近红外Hg2+荧光探针,借助NMR、ESI-MS等对其结构进行表征,利用紫外分析仪,荧光光谱仪对Hg2+响应进行测试。结果表明,探针NTO-BDP的紫外吸收和荧光发射分别位于750 nm和809 nm处,加入Hg2+后,溶液由墨绿色转变为青色。此外,紫外吸收光谱和荧光光谱发生明显改变,最大吸收波长从750处蓝移至670 nm处。在荧光光谱中,809 nm处的荧光发射峰明显增强。经计算,NTO-BDP与Hg2+的结合常数和检出限分别为ka=6.4×104和2.66×10-4 mol/L。同样,NTO-BDP也可用于生物样本及细胞中的Hg2+检测。