一种可用于识别ClO-的荧光探针的设计、合成及性能研究文献综述

 2023-10-10 03:10

文献综述

次氯酸盐作为世界上最早的杀菌剂,杀菌谱广,合成工艺简单,价格低廉、毒性低,在防止感染方面具有重要的作用,因而被广泛应用[1-2]。次氯酸根离子最早被广泛应用于自来水消毒,或者家庭生活中衣物和器具的漂白。因为水资源的有限,所以次氯酸在污水处理与消毒中也有应用[3]。无论在酸性还是碱性环境中,次氯酸根离子都具有较强的氧化性,并且分解产生新生态的氧,其消毒原理为次氯酸根进入细菌后使细菌内的酶被氧化或者使病毒蛋白质变性[4]。在近几年的研究中还发现,次氯酸作为一种含活性氧的化合物,对人体的健康也有重要作用[3]。董斌等人在次氯酸钠对血液透析用于治疗尿毒症患者一文中阐述了次氯酸盐对人体内含有的某些细菌,如大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,白色念球菌等都有消毒作用[5]。同样,次氯酸中的高活性氧是各种疾病病理的重要介质,而且人体内的髓过氧化酶也会产生次氯酸根,如果生成的次氯酸根浓度较高,就会导致人体自身的免疫系统受损,从而使人患炎症疾病、心血管疾病、呼吸系统疾病和动脉硬化等[2]。基于ClO-在病理及生理过程中的重要作用,所以定量的检测生物体和水体中的次氯酸的含量是很重要的,本文将设计合成一种化合物作为荧光探针来特异性识别和定量检测次氯酸根离子的含量。调查显示已经有包括比色法,电化学法,色谱法等方法可以用于检测次氯酸根离子,但是这些方法都仅限于化学方面还未曾运用于生物体中[1]。所以本文将采用紫外和荧光光谱等方法来表征已经设计合成的荧光探针用于研究其对次氯酸根离子的特异性识别。

荧光指的是当某种物质经某种波长的入射光照射,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出比入射光的波长长的光,而且一旦停止入射光,发光现象也随之立即消失的现象[6]。而物质能否产生荧光取决于两个条件,一是必须有较强的紫外-可见吸收;二是有一定的荧光效率,通常情况下荧光经常发生在具有共轭双键体系的分子中[7-8]。荧光化学传感器是利用某种荧光分子或材料与被测物之间的特定的相互作用而引发荧光强度的增加或降低,或者是所发射的荧光波长的变化来完成对被测物质的检测与信号传递的物质,而荧光探针是荧光化学传感器上的一个主要起检测作用部件[9]。荧光探针的构型主要由三个部分组成:

(1)荧光报告部分:指的是探针中的荧光团,其主要作用是通过化学信号的方式将环境变化的情况传输出来,起到了信号表达的作用。其主要影响着探针分子的敏锐度;

(2)连接部分:连接着荧光报告部分和识别部分,其影响着信号输出的情况;

(3)识别部分:作为荧光探针中最重要的结构,它能够特异性地识别客体或与客体发生反应,从而引起探针分子信号的改变,进而起到特异性识别被检测物的作用,这一部分决定着探针分子是否具有特意选择性能[10-11]

荧光探针具有选择性好、灵敏度高、对设备依赖小、操作简单和检测限低等优点[12],也是环境监测、药物研发、生命科学等领域炙手可热的研究热点[13]。因此研发出一种能够特异性识别ClO-的荧光探针就是本课题任务的其中一部分。

对于新设计的关于一种特异性识别ClO-及其相关应用这一课题而言,采用荧光分析法刚好符合了绿色化学的理念,不会造成化学污染。如果这个荧光探针分子对溶液中、细胞内以及环境中ClO-的都能进行很好的定性定量分析[14],那么它的应用前景将不可限量。若能够将其商品化,那么它将更好地运用于实验室研究、工业生产、医药卫生等方面,为人类生活水平的提高做出了巨大贡献[15]

[1] 金洗郎,解璞,师欢.一种次氯酸根离子荧光探针的合成及荧光性能研究[J].西安工业大学学报,2018,38(05):440-443.

[2] Gong Y.J., Lv M.K., Zhang M.L., et al. A Novel Two-Photon Fluorescent Probe with Long-Wavelength Emission for Monitoring HClO in Living Cells and Tissues[J]. Talanta, 2018, 192: 128-134.

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