红光/近红外汞离子荧光探针的设计及其应用研究

发布时间：2023-03-09 18:37

　　重金属对环境具有污染作用,进而对生物乃至人体产生严重的毒害。汞元素作为典型的重金属,进入人体后会干扰人体神经系统而产生毒害作用。而在人类生产活动中,含汞废物不可避免地被排放。在汞元素的检测中,比较成熟的是基于元素分析的手段,但基于元素分析的手段往往涉及昂贵的大型仪器、原子化时高能耗、操作复杂等问题。在探究汞元素的其它检测方法中,合理利用有机荧光染料,可以通过发光的形式将客体可视化。此外,有机荧光探针还具备高灵敏度、高空间分辨率、可实时成像、无损的生物兼容性以及根据不同需求可修饰等优点。本研究针对不同的发光波长,设计了两例Hg2+选择性荧光探针,其响应波长分别在近红外和可见光范围。主要的研究结论如下:(1)利用常用的花菁染料IR-780和含硫的双羟酸配体,构建了在水相中对汞离子选择性响应的近红外荧光探针CyS。体外的测试中,CyS的汞离子响应行为主要是:在中性的水相中,CyS本身几乎不发射荧光,在与Hg2+作用后,790 nm处出现增强25倍以上的发射,该荧光响应行为不受常见的金属离子所干扰。文中我们也对部分后续用到的结论进行了严谨的数学证明。研究表明,CyS与Hg2+通过1:1的可逆络...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 汞的危害
    1.2 汞的检测方法
        1.2.1 基于元素分析的汞离子检测方法
        1.2.2 基于生物作用的汞离子检测方法
        1.2.3 基于化学反应的汞离子检测方法
    1.3 汞离子荧光探针
        1.3.1 荧光探针中的Hg²⁺计量器和Hg²⁺传感器简介
        1.3.2 纯有机相应用的汞离子荧光探针
        1.3.3 水相应用的汞离子探针
        1.3.4 可见光区域发射的汞离子探针
        1.3.5 近红外(NIR)窗口发射的汞离子荧光探针
        1.3.6 双光子激发的汞离子探针
        1.3.7 应用于细胞成像与动物成像的汞离子探针
        1.3.8 应用于真实样本中的汞离子探针
    1.4 立题
第二章 基于菁染料的Hg²⁺探针的合成及细胞成像
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂及仪器
        2.2.2 探针CyS的合成及结构表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 探针对汞离子的选择性响应和抗干扰测试
        2.3.2 探针的作用机理探究
        2.3.3 汞诱导的荧光增强拟合结果
        2.3.4 细胞成像及在实际样本中的Hg²⁺定量检测
    2.4 本章小结
第三章 基于NBD发色团的Hg²⁺探针的合成及应用探究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂及仪器
        3.2.2 探针NBD-MPA的合成及结构表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 探针对汞离子的选择性响应和抗干扰测试
        3.3.2 探针的作用机理探究
        3.3.3 汞诱导的荧光增强拟合结果
        3.3.4 细胞、动物、植物成像以及在实际样本中的Hg²⁺检测
            3.3.4.1 细胞、斑马鱼和拟南芥幼苗中的Hg²⁺成像
            3.3.4.2 自来水、茶叶和海虾消解液中的标准加入Hg²⁺测试
            3.3.4.3 受到汞污染的土壤Hg²⁺测试
    3.4 本章小结
全文总结
参考文献
附录Ⅰ 部分原始谱图
附录Ⅱ 攻读硕士期间研究成果及论文发表
致谢



本文编号：3758092