三嗪荧光探针技术对Al3+和Cr3+的识别

鲍永恒

摘 要：荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。

关键词：探针；荧光发射；可见光吸收

中图分类号：O657 文献标识码：A

三聚氯氰具有特殊的反映性能。有些研究学者利用三聚氯氰合成几种光学标记探针，用于测定甲胺等化学物质，但这些光学标记探针，只含有一个三聚氯氰分子和一个能与被测分子反映的活性氯原子。本研究中，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子，从而得到具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。该衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强。

一、研究背景

随着科技的进步，现代科研手段也在不断前进。越来越多的研究学者采用生物手段来做化学元素的科研项目。生物科技在学术研究中的应用越来越广泛了。

荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。

三聚氯氰具有特殊的反映性能。有些研究学者利用三聚氯氰合成几种光学标记探针，用于测定甲胺等化学物质，但这些光学标记探针，只含有一个三聚氯氰分子和一个能与被测分子反映的活性氯原子。本研究中，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子，从而得到具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。该衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强。

图1展示的是两个罗丹明基团取代的三嗪探针，是通过控制反应条件，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子得到的。有研究表明，这是一种性能优良的选择性的识别Al3+和Cr3+的荧光和可见增强型探针。

二、通过实验，得到两个罗丹明基团取代的三嗪探针

1 仪器与试剂

整个实验过程用到的仪器主要有荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪和质谱仪。

实验过程用的试剂药品均为分析纯。Al3+和Cr3+溶液用其硝酸盐配制而成。实验室用水为二次蒸馏的高纯水。

2 实验准备过程

探针储备液的配制：称取10mg探针，用分析纯乙醇将其溶解，配制出100mL探针储备液。

Al3+和Cr3+溶液的配制：分别称取硝酸铝75mg，80mg硝酸铬，用分析纯乙醇溶解，配制100mL溶液。

Tris – HCl 缓冲溶液：用标准浓度为0.1mol/L-1的三羟甲基氨基甲烷（Tris）和适量的HCl配制，调节pH至实验要求，稀释至5.00×10-2mol/L-1。

3 实验过程

在10.0mL容量瓶中加入探针储备液3.0mL，然后加入1.0mL Tris – HCl 缓冲溶液，金属离子溶液4.0mL。用分析纯乙醇溶液稀释至刻度，在40℃恒温两个小时，最后进行光谱测定。

三、实验结果的谈论

1 探针的光谱性质

用Tris – HCl 缓冲溶液控制探针溶液的pH值，当pH在3～9范围内时，单纯的探针溶液在紫外-可见分光光度计检测下没有明显的光吸收，用荧光光度计检测，也没有荧光发射产生。控制pH值在4～6范围内，分别加入实验的金属离子后，Al3+使探针在荧光光度计检测下，有明显的荧光增强现象，Cr3+使探针在紫外-可见分光光度计检测下，在556nm波长处有明显的可见吸收。而除了加入Fe3+的探针也有微弱的响应外，其他金属离子都没有明显的光学信号产生，表明实验探针对Al3+和Cr3+具有独特的识别作用。

逐渐增加实验金属离子Al3+和Cr3+在探针溶液中的含量，发现探针溶液的光学信号有规律的增强，根据光学数据增强曲线和化学计量比可以计算出探针与实验金属离子Al3+和Cr3+的结合比例。

2 检测共存金属离子的影响

在相同条件下，通过在探针与实验金属离子Al3+或Cr3+结合溶液中加入共存离子，再次检测光学信号，发现加入一倍量的共存离子，对实验的荧光发射和可见光吸收影响甚微。说明该探针对Al3+和Cr3+具有较高的选择性识别力。

通过上述实验结果的讨论，说明该探针对金属离子Al3+和Cr3+具有很强的选择性识别能力，实验数据说明该理论的可行性，证明了理论的正确性。为金属离子Al3+和Cr3+的检测提供了新的检测依据和简便的检测方法。

结语

随着科技的进步，现代科研手段也在不断前进。越来越多的研究学者采用生物手段来做化学元素的科研项目。生物科技在学术研究中的应用越来越广泛了。荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。本实验通过详细的实验步骤，证明了具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强，为金属离子Al3+和Cr3+的检测提供了可靠的检测手段。

参考文献

[1]聂丽华，马会民，李晓花，孙铭，尤洪涛，金永平.通过三嗪荧光探针的多氢键作用识别胸腺嘧啶[J].高等学校化学报，2003（01）.

[2]陈义，张艳，曾唏，牟兰，李俊，孙强，卫钢. 罗丹明-三嗪荧光探针对Al3+和Cr3+的识别 [J].光谱学与光谱分析，2013（09）.

[3]魏薇，王洪鉴，江崇球，石敬民.新型荧光试剂1， 5 -二 （4， 6-二氯三嗪 ）- 氨基萘与酪氨酸相互作用[J].分析化学研究简报，2007（12）.endprint

摘 要：荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。

关键词：探针；荧光发射；可见光吸收

中图分类号：O657 文献标识码：A

三聚氯氰具有特殊的反映性能。有些研究学者利用三聚氯氰合成几种光学标记探针，用于测定甲胺等化学物质，但这些光学标记探针，只含有一个三聚氯氰分子和一个能与被测分子反映的活性氯原子。本研究中，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子，从而得到具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。该衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强。

一、研究背景

随着科技的进步，现代科研手段也在不断前进。越来越多的研究学者采用生物手段来做化学元素的科研项目。生物科技在学术研究中的应用越来越广泛了。

荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。

三聚氯氰具有特殊的反映性能。有些研究学者利用三聚氯氰合成几种光学标记探针，用于测定甲胺等化学物质，但这些光学标记探针，只含有一个三聚氯氰分子和一个能与被测分子反映的活性氯原子。本研究中，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子，从而得到具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。该衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强。

图1展示的是两个罗丹明基团取代的三嗪探针，是通过控制反应条件，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子得到的。有研究表明，这是一种性能优良的选择性的识别Al3+和Cr3+的荧光和可见增强型探针。

二、通过实验，得到两个罗丹明基团取代的三嗪探针

1 仪器与试剂

整个实验过程用到的仪器主要有荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪和质谱仪。

实验过程用的试剂药品均为分析纯。Al3+和Cr3+溶液用其硝酸盐配制而成。实验室用水为二次蒸馏的高纯水。

2 实验准备过程

探针储备液的配制：称取10mg探针，用分析纯乙醇将其溶解，配制出100mL探针储备液。

Al3+和Cr3+溶液的配制：分别称取硝酸铝75mg，80mg硝酸铬，用分析纯乙醇溶解，配制100mL溶液。

Tris – HCl 缓冲溶液：用标准浓度为0.1mol/L-1的三羟甲基氨基甲烷（Tris）和适量的HCl配制，调节pH至实验要求，稀释至5.00×10-2mol/L-1。

3 实验过程

在10.0mL容量瓶中加入探针储备液3.0mL，然后加入1.0mL Tris – HCl 缓冲溶液，金属离子溶液4.0mL。用分析纯乙醇溶液稀释至刻度，在40℃恒温两个小时，最后进行光谱测定。

三、实验结果的谈论

1 探针的光谱性质

用Tris – HCl 缓冲溶液控制探针溶液的pH值，当pH在3～9范围内时，单纯的探针溶液在紫外-可见分光光度计检测下没有明显的光吸收，用荧光光度计检测，也没有荧光发射产生。控制pH值在4～6范围内，分别加入实验的金属离子后，Al3+使探针在荧光光度计检测下，有明显的荧光增强现象，Cr3+使探针在紫外-可见分光光度计检测下，在556nm波长处有明显的可见吸收。而除了加入Fe3+的探针也有微弱的响应外，其他金属离子都没有明显的光学信号产生，表明实验探针对Al3+和Cr3+具有独特的识别作用。

逐渐增加实验金属离子Al3+和Cr3+在探针溶液中的含量，发现探针溶液的光学信号有规律的增强，根据光学数据增强曲线和化学计量比可以计算出探针与实验金属离子Al3+和Cr3+的结合比例。

2 检测共存金属离子的影响

在相同条件下，通过在探针与实验金属离子Al3+或Cr3+结合溶液中加入共存离子，再次检测光学信号，发现加入一倍量的共存离子，对实验的荧光发射和可见光吸收影响甚微。说明该探针对Al3+和Cr3+具有较高的选择性识别力。

通过上述实验结果的讨论，说明该探针对金属离子Al3+和Cr3+具有很强的选择性识别能力，实验数据说明该理论的可行性，证明了理论的正确性。为金属离子Al3+和Cr3+的检测提供了新的检测依据和简便的检测方法。

结语

随着科技的进步，现代科研手段也在不断前进。越来越多的研究学者采用生物手段来做化学元素的科研项目。生物科技在学术研究中的应用越来越广泛了。荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。本实验通过详细的实验步骤，证明了具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强，为金属离子Al3+和Cr3+的检测提供了可靠的检测手段。

参考文献

[1]聂丽华，马会民，李晓花，孙铭，尤洪涛，金永平.通过三嗪荧光探针的多氢键作用识别胸腺嘧啶[J].高等学校化学报，2003（01）.

[2]陈义，张艳，曾唏，牟兰，李俊，孙强，卫钢. 罗丹明-三嗪荧光探针对Al3+和Cr3+的识别 [J].光谱学与光谱分析，2013（09）.

[3]魏薇，王洪鉴，江崇球，石敬民.新型荧光试剂1， 5 -二 （4， 6-二氯三嗪 ）- 氨基萘与酪氨酸相互作用[J].分析化学研究简报，2007（12）.endprint

摘 要：荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。

关键词：探针；荧光发射；可见光吸收

中图分类号：O657 文献标识码：A

三聚氯氰具有特殊的反映性能。有些研究学者利用三聚氯氰合成几种光学标记探针，用于测定甲胺等化学物质，但这些光学标记探针，只含有一个三聚氯氰分子和一个能与被测分子反映的活性氯原子。本研究中，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子，从而得到具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。该衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强。

一、研究背景

随着科技的进步，现代科研手段也在不断前进。越来越多的研究学者采用生物手段来做化学元素的科研项目。生物科技在学术研究中的应用越来越广泛了。

荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。

三聚氯氰具有特殊的反映性能。有些研究学者利用三聚氯氰合成几种光学标记探针，用于测定甲胺等化学物质，但这些光学标记探针，只含有一个三聚氯氰分子和一个能与被测分子反映的活性氯原子。本研究中，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子，从而得到具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。该衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强。

图1展示的是两个罗丹明基团取代的三嗪探针，是通过控制反应条件，用罗丹明B乙二胺分布取代三聚氯氰分子上氰环上的两个氯原子得到的。有研究表明，这是一种性能优良的选择性的识别Al3+和Cr3+的荧光和可见增强型探针。

二、通过实验，得到两个罗丹明基团取代的三嗪探针

1 仪器与试剂

整个实验过程用到的仪器主要有荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪和质谱仪。

实验过程用的试剂药品均为分析纯。Al3+和Cr3+溶液用其硝酸盐配制而成。实验室用水为二次蒸馏的高纯水。

2 实验准备过程

探针储备液的配制：称取10mg探针，用分析纯乙醇将其溶解，配制出100mL探针储备液。

Al3+和Cr3+溶液的配制：分别称取硝酸铝75mg，80mg硝酸铬，用分析纯乙醇溶解，配制100mL溶液。

Tris – HCl 缓冲溶液：用标准浓度为0.1mol/L-1的三羟甲基氨基甲烷（Tris）和适量的HCl配制，调节pH至实验要求，稀释至5.00×10-2mol/L-1。

3 实验过程

在10.0mL容量瓶中加入探针储备液3.0mL，然后加入1.0mL Tris – HCl 缓冲溶液，金属离子溶液4.0mL。用分析纯乙醇溶液稀释至刻度，在40℃恒温两个小时，最后进行光谱测定。

三、实验结果的谈论

1 探针的光谱性质

用Tris – HCl 缓冲溶液控制探针溶液的pH值，当pH在3～9范围内时，单纯的探针溶液在紫外-可见分光光度计检测下没有明显的光吸收，用荧光光度计检测，也没有荧光发射产生。控制pH值在4～6范围内，分别加入实验的金属离子后，Al3+使探针在荧光光度计检测下，有明显的荧光增强现象，Cr3+使探针在紫外-可见分光光度计检测下，在556nm波长处有明显的可见吸收。而除了加入Fe3+的探针也有微弱的响应外，其他金属离子都没有明显的光学信号产生，表明实验探针对Al3+和Cr3+具有独特的识别作用。

逐渐增加实验金属离子Al3+和Cr3+在探针溶液中的含量，发现探针溶液的光学信号有规律的增强，根据光学数据增强曲线和化学计量比可以计算出探针与实验金属离子Al3+和Cr3+的结合比例。

2 检测共存金属离子的影响

在相同条件下，通过在探针与实验金属离子Al3+或Cr3+结合溶液中加入共存离子，再次检测光学信号，发现加入一倍量的共存离子，对实验的荧光发射和可见光吸收影响甚微。说明该探针对Al3+和Cr3+具有较高的选择性识别力。

通过上述实验结果的讨论，说明该探针对金属离子Al3+和Cr3+具有很强的选择性识别能力，实验数据说明该理论的可行性，证明了理论的正确性。为金属离子Al3+和Cr3+的检测提供了新的检测依据和简便的检测方法。

结语

随着科技的进步，现代科研手段也在不断前进。越来越多的研究学者采用生物手段来做化学元素的科研项目。生物科技在学术研究中的应用越来越广泛了。荧光探针技术是一种灵敏度非常高，选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高，能很好的应用于光谱检测，具有优越的光谱性能，且是一类结构较为简单的化合物，便于修饰，是探针化合物设计中常用的荧光基团。本实验通过详细的实验步骤，证明了具有对称结构的罗丹明-三嗪衍生物在pH4～6的乙醇溶液中能选择性的识别Al3+和Cr3+，使得荧光发射和紫外-可见吸光度显著增强，为金属离子Al3+和Cr3+的检测提供了可靠的检测手段。

参考文献

[1]聂丽华，马会民，李晓花，孙铭，尤洪涛，金永平.通过三嗪荧光探针的多氢键作用识别胸腺嘧啶[J].高等学校化学报，2003（01）.

[2]陈义，张艳，曾唏，牟兰，李俊，孙强，卫钢. 罗丹明-三嗪荧光探针对Al3+和Cr3+的识别 [J].光谱学与光谱分析，2013（09）.

[3]魏薇，王洪鉴，江崇球，石敬民.新型荧光试剂1， 5 -二 （4， 6-二氯三嗪 ）- 氨基萘与酪氨酸相互作用[J].分析化学研究简报，2007（12）.endprint