Parkinson's disease (PD) is closely related to the oxidative stress induced by excess hydrogen peroxide (H2O2) in organisms. Developing an e±cient method for noninvasive and real-time H2O2 detection is beneficial to investigate the role played by H2O2 in PD. In this work, a novel fluorogenic probe (CBH) for living organisms H2O2 detection has been designed, synthesized and characterized. The emission of CBH in PBS solution is very weak. However, when H2O2 was added, the fluorescence of CBH solution was sharply increased for 12-fold, accompanied by the emission peak blue-shifted from 600 to 530 nm. Moreover, the response of CBH to H2O2 is highly sensitive and selective and is not affected by various ROS/RNS, anions, cations, and amino acids. Based on the good performance of CBH for H2O2 detection, it has been successfully applied to visualizing the H2O2 concentration in living cells, Zebrafish and C. elegans PD models.

通过Debus-Radziszewski、Suzuki-Miyaura 和Knoevenagel 缩合反应, 设计合成了一种新型的咪唑衍生物L, 并使用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对合成化合物进行了结构表征。不同极性溶剂中光物理性质和密度泛函理论计算结果表明该系列化合物具有典型的分子内电荷转移(Ｉntramolecular charge transfer,ICT)效应; 紫外-可见吸收和荧光发射光谱证实它表现出聚集诱导猝灭(Aggregation-caused quenching,ACQ)性质。进一步的光物理性质测试表明化合物L在THF/H2O混合溶液中可实现对2,4,6-三硝基苯酚(苦味酸, picric acid,PA)的检测, 检测限为3.7×10-6 mol/L。

以对叔丁基硫杂杯［4］芳烃（TCA）为受体、 苝和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）分别为荧光体和自组装模板剂, 通过在水中的胶束自组装作用制备得到一种新型的“ON–OFF”型Cu2+荧光化学传感器。 论文选用荧光猝灭率为考察指标, 详细考察了受体TCA用量、 自组装模板剂SDBS浓度、 Cu2+浓度和共存金属离子等影响因素对胶束自组装荧光化学传感器Cu2+检测性能的影响情况。 实验结果表明, 当受体TCA与荧光体苝的摩尔浓度比值达到1 000, 自组装模板剂SDBS浓度为50 mmol·L-1, 该荧光化学传感器对水中铜离子具有较好的检测能力, 待测Cu2+浓度在一定浓度范围内与荧光猝灭率呈线性相关。 此外, 荧光化学传感器的Cu2+检测性能基本不受Pb2+, Cd2+, Mn2+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Ni2+, Zn2+等共存金属离子干扰。 该胶束自组装荧光化学传感器对Cu2+的选择性检测性能主要归因于胶束表面活性剂分子层中TCA受体对Cu2+的识别作用, 而传感器荧光猝灭主要基于胶束内部的电荷转移或能量转移机制。

合成并表征了1-羟乙基-3,3-二甲基-6′,8′-二叔丁基吲哚啉苯并螺吡喃配体1及其衍生物配体2。 由于苯并螺吡喃6′,8′-二叔丁基斥电子基团的电子效应, 开环体部花菁酚氧负离子上的负电荷难以分散, 使其结构不稳定, 配体1在紫外光照射下不直接开环, 只有在极性较强的甲醇溶剂中受适当金属离子诱导才能形成有色开环体部花菁结构形式。 配体1能较好地选择识别Hg2+, Cr3+和Ag+。 当其相互作用时, 不但紫外可见光谱及荧光光谱有明显“turn-on”变化, 而且体系颜色明显地由无色变成黄色, 目视识别效果直观明显。 其他金属离子的存在对Ag+, Cr3+和Hg2+的识别几乎没有干扰。 配体1与Ag+, Cr3+和Hg2+络合的化学计量比均为1∶1, 检出限分别是: 7.435 8×10-6, 6.126 8×10-6, 3.452 4×10-6 mol·L-1。 通过配体2进一步证明了配体1和金属离子识别的结合模式。 即螺吡喃结构中N1位取代侧链上的羟基, 和其开环体酚氧负离子相互协调并与金属离子结合。

合成了一种具有潜在红外化学传感功能的新型金属有机分子——N’-(2-吡啶基)-N-苯基脲三羰基铬。 借助核磁共振、 质谱和元素分析手段对其结构进行了精确表征。 该分子对两种重要的阴离子氟离子（F-）和醋酸根离子（CH3COO-）显示出良好的识别与红外传感性能。 研究结果表明, 在氯仿体系中, 当两种阴离子浓度大于10-5 mol·L-1时, 分子中的金属羰基作为高效的红外报告基团, 其伸缩振动峰的位置与阴离子的浓度存在良好的线性关系。 利用测定的工作曲线, 可以对两种阴离子含量进行红外滴定, 结果证明该分子可对F-和CH3COO-进行准确、 灵敏的痕量探测, 测量误差均低于5%。

合成了一种席夫碱结构的罗丹明B衍生物。 研究表明, 该衍生物能与Fe3+形成稳定配合物, 同时伴随显著的荧光增敏和吸收增强。 衍生物不仅对Fe3+呈现良好的荧光及比色探针性能, 其与金属离子形成的配合物也是一种研究牛血清白蛋白的高灵敏荧光探针。

设计合成了含有香豆酰肼官能团的铜离子荧光探针，N,N-二乙基氨基香豆素-3-酰肼吡啶醛(XB)，该探针在水溶液中［V(CH3CN)∶V(H2O)=1∶1］对铜离子识别和检测具有较高的灵敏度和选择性。碱金属和碱土金属离子K+、Na+、Mg2+、Ca2+以及过渡金属离子Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Ag+等对Cu2+离子的识别无显著影响。光谱滴定和ESI-MS谱表明Cu2+离子与XB以1∶2的化学计量比形成配合物。