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由于具有响应速度快、灵敏度高、检测限低、选择性好、易于操作等优点,荧光分子探针广泛应用于检测各种过渡金属和重金属离子。本论文分别以1,8-萘啶、芳香族类化合物为荧光团,氮原子为识别原子,通过缩合反应及D-A反应设计合成了过渡金属离子(Zn2+、Fe3+)及重金属离子(CU2+)荧光分子探针,在乙醇溶液中研究其光谱性质,利用核磁追踪法探讨其识别机理,研究分子探针在细胞中的荧光成像,取得一些有意义的结果。具体研究内容如下：1.设计合成了对Zn2+具有良好选择性的荧光分子探针希夫碱1,加入6×10-4M的Zn2+使荧光增强15倍,然而共存离子的存在对荧光的影响不大。此外化合物1还被成功地应用于MCF-7细胞中Zn2+离子的荧光成像。2.设计合成了对Zn2+、Cu2+具有不同识别性能的分子探针化合物C。无论干扰金属离子存在与否,Zn2+均能使化合物C的荧光增强；而Cu2+却使化合物C的荧光猝灭。进一步研究表明,Cu2+能够夺取Zn2+和化合物C所形成络合物中的配体,从而实现对Cu2+的双通道选择。另外,EDTA水溶液能够实现化合物C对Zn2+和Cu2+检测的可逆循环使用。实验表明：化合物C可作为检测Zn2+和Cu2+的荧光探针。3.设计合成了对Fe3+、Cu2+具有不同识别效应的荧光分子探针化合物A。Fe3+的加入不仅使分子探针的荧光峰发生大幅度的红移,并且提高了荧光量子产率；而Cu2+的加入能够使化合物A的荧光猝灭。从而实现分子探针A对Fe3+和CU2+的荧光识别。进一步实验表明,常见的碱金属、碱土金属及过渡金属离子的存在对化合物A检测Fe3+和Cu2+没有影响。4.合成了三个对Fe3+具有荧光响应的分子探针化合物B、D和E。无论其它金属离子存在与否,Fe3+的加入均能够使化合物B和D的荧光猝灭、化合物E的荧光增强。阴离子实验表明,硝酸铁和氯化铁均能使这三个化合物的荧光光谱发生变化,而硫酸铁对化合物的荧光光谱没有影响。