2.1 实验材料 5

2.2 仪器 6

2.3 合成 6

3. 表征结果与讨论 7

3.1 金属离子比色识别 9

3.2 金属离子荧光识别 11

3.3 干扰实验 13

3.4 结合模式 16

3.5 可逆性实验 17

3.6 逻辑门 17

4. 结论 20

5. 附录 21

6. 参考文献 29

致 谢 31

1. 前言

荧光是指一种光致发光的冷发光现象，是物质吸收光照或者其他电磁辐射后发出的光。在19世纪中期，Stokes通过研究荧光物质浓度与荧光强度之间的关系和荧光淬灭现象及原因，首次提出可以将荧光作为一种有效的检测手段。1867年，Goppelsroder应用铝-桑色素配合物的荧光对铝进行了测定，这是荧光作为检测方法首次被实际应用。之后，随着荧光检测技术的成熟，荧光多被应用于探针，以此来进行环境、生物、医药等方面的研究。荧光探针一般由两个主要基本要素构成，一个接收基团一个是荧光发射基团[1]。底物与探针受体单元通过各种作用力（如分子间氢键，静电作用，配位键，共价键，疏水作用等）相互作用，引起信号报告单元荧光信号的改变（如荧光强度增强或猝灭），进而实现对目标物的传感检测。现如今，随着科学家对荧光染料的深入研究，荧光探针获得了很大地发展，大致可分为有机小分子荧光探针，荧光蛋白荧光探针GFP[2]，量子点荧光探针以及纳米材料荧光探针。在实用过程，我们最常用的是有机类荧光探针，其按结构可分为以下几种：吖啶类，菁类，酞菁类，罗丹明类，荧光素类，香豆素类，氟硼类。本文所要合成的荧光探针就是基于BODIPY（氟硼吡咯）荧光团得到的。

1.1 荧光探针信号传递机制

荧光探针信号传递机制有以下几种：光诱导电子转移机理 [3,4]，分子内电荷转移机理 [3,5]，以及荧光共振能量转移机理 [3,6,7]。

1.1.1 光诱导电子转移机理（PET）

基于光诱导电子转移机理的荧光探针包括三个部分组成：荧光发色团、连接臂和受体。其中荧光团和受体部分是不共扼的，他们通过一个简单的连接臂相连（如Fig. 1.1所示）。该原理的荧光探针发生信号变化的原因如Fig. 1.1所示，通常是电子从供体转移到激发态荧光团。因此在未与结合客体之前，荧光团不发射荧光。一旦受体与客体相结合，电子转移过程受到抑制，甚至被完全阻断，荧光团就会发射荧光。这样在受体结合客体前后,荧光信号发射了变化，就完成了整个识别过程。

Fig. 1.1 PET机理荧光探针信号变化示意图

1.1.2 对Pb2+,Hg2+和Cu2+具有比色检测的BODIPY基荧光探针的构筑并应用于分子逻辑门(2):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_206535.html