分子内电荷转移机理（ICT）

和PET机理探针分子不同，ICT机理荧光探针分子的荧光团和受体部分是直接相连的，构成的是D-A结构(Fig. 1.2)，其中D为电子给体，A为电子受体部分。在对客体的识别过程中，受体和荧光团都起着重要的作用。当受体部分与客体结合时，荧光探针分子的电子推拉作用(即D-A)受到重大影响，由于整个电子离域的变化导致了荧光分子从激发态回到基态过程中所发出的荧光信号发生了变化，也就完成了识别过程。

Fig. 1.2 ICT机理荧光探针信号变化示意图

1.1.3 荧光共振能量转移机理（FRET）

当一个供体分子的荧光光谱与另一个受体分子的激发光谱相重叠时，供体荧光分子的激发能诱发受体分子发出荧光。如Fig. 1.3所示，当供体分子被激发后会发出荧光，但是受体分子的吸收光谱和供体分子的荧光光谱有较大范围的重合，所以供体分子发出的荧光能够作为入射光激发受体分子，从而发射出的是受体分子的荧光，而供体分子的荧光被作为能量吸收掉,所以供体分子的荧光强度是衰减的。

Fig. 1.3 FRET条件示意图

1.2 BODIPY染料的简介

4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-引达省(简称BODIPY)是一类典型的具有荧光的氟硼二吡咯化合物[8]。1968年，A. Treibs和F. H. Kreuzer 首先对BODIPY结构进行了报道，如Fig. 1.4所示。它是利用一个硼原子连接二吡咯，具有BF2单元，三环呈共轭平面的结构。在许多高荧光类的染料中，BODIPY具有更高的研究潜力和价值。不过，在初阶段，对BODIPY结构的修饰甚至合成都没有取得实质性进展。甚至，有些研究者们都否定了它的研究价值，基本没有有关BODIPY的进一步报道。直至1990s中期，研究者们通过对BODIPY结构进行改善，逐渐发现了其能够作为固态太阳能集中器，荧光开关，传感器以及荧光团的标记等应用价值，越来越多的研究者涉及该领域[9]。BODIPY类荧光染料具有非常良好的性质[10-12]，比如它具有较高的摩尔吸光系数、极高的荧光量子产率、在可见光区内，有很好的吸收和发射、较窄的荧光光谱峰宽、光谱性质稳定、很好的光化学性质以及较小的分子质量与较低的细胞毒性等等。基于以上优点，以BODIPY为荧光团的荧光探针除了可以被广泛应用于离子检测，气体检测以及pH检测，还可被广泛应用于蛋白和DNA标记等领域。

Fig. 1.4 BODIPY的母体结构

1.3 BODIPY类荧光探针应用

BODIPY荧光探针在离子检测、生物检测等领域得到了很大的应用。

2003年，Moon S. Y.等[13]采用8-羟基喹啉作为重金属的识别分子，当把Hg2+加入到探针系统中时，会将探针的荧光淬灭98％以上，同时，Hg2+加入后，肉眼可观测到探针系统溶液的颜色从亮的橘红色变为没有荧光的红色，其他金属离子对探针的淬灭作用很小，唯独Hg2+淬灭非常显著，这样保证了探针具有很好的专一性识别功能。最近，Mei Y.等也利用8-羟基喹啉与更长波长的BODIPY荧光染料连接在一起，合成了对铜离子响应比汞离子还要强的荧光探针[14]，铜离子能将探针的荧光几乎完全淬灭。

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(3):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_206535.html