随着社会经济和工业化的发展,生态环境问题已经逐步成为人类所面临的严重问题之一。工业污染物排放使得有毒有害的小分子(如N_2H_4)、重金属离子(如Hg~(2+)/Pb~(2+)等)以及阴离子(如Cl O~–/CN~–等)等在土壤和水源中富集,对环境和生态系统造成严重污染,危害人类的健康安全。因此,开发兼具有高效性和可靠性的分析检测方法是环境监测、食品安全以及疾病早期诊断等领域亟待解决的关键问题。传统检测各类分子和离子的方法(如原子发射光谱法、离子选择性电极法、拉曼光谱法等)存在成本高、选择性差、无法实现实时检测等不足,而基于荧光探针的荧光光谱检测方法则具有灵敏度高、选择性强、操作简单、成本低廉、能够实现实时原位可视化检测等优势,已经成为目前化学、生物和医学等多学科的科研工作者非常感兴趣的交叉性国际前沿研究领域。本论https://www.selleck.cn/products/jnj-42756493-erdafitinib.html文主要选取联二噻吩、吩噻嗪和咔唑等荧光团为供体(D)结构单元,苯并噻唑盐、吲哚盐、硫代巴比妥酸、丙二腈和米氏酸为受体(A)结构单元,乙烯基(π)为连接臂(识别单元),设计并合成出一系列D-π-A型的新型高性能Cl O~–/N_2H_4荧光探针。采用紫外-可见光谱和荧光发射光谱手段,对探针的选择性、灵敏度、抗干扰性、p H及时间响应性等光谱识别性能进行了系统的研究,通过核磁共振氢谱(~1H NMR)、高分辨质谱(HRMS)、红外光谱(FTIR)等仪器手段以及密度泛函理论(DFT)计算针对探针分子对Cl O~–和N_2H_4的特异性传感响应机制进行研究。并开展了探针在环境样品、食物样品、生物样品中的定性定量研究,以及活体细胞、动植物体的荧光成像可视化应用研究。具体研究工作如下:(1)设计合成了一种基于联二噻吩-苯并噻唑碘盐的新型D-π-A型荧光探针DTA,探针DTA可在近100Median arcuate ligament%(～100%)的水溶液中实现对Cl O~–的检测,同时表现出高选择性、强抗干扰能力、超灵敏性(检测限:5.3 n M)、超快时间响应性(8 s)、宽p H工作范围(3.0–8.5)等优异的光学识别性能。通过红外光谱、核磁滴定、高分辨质谱以及DFT理论计算等手段对其传感机制做了详细研究。此外,利用探针DTA负载的滤纸条、棉签、硅胶粉,制备了简易的固态荧光传感器,实现了在水溶液中对Cl O~–的快速比色检测。基于探针DTA优异的传感识别性能、良好的生物相容性以及低的细胞毒性,成功实现了在实际样品中对Cl O~–的定量痕量检测,以及在活细胞和动植物体中对Cl O~–的荧光成像可视化检测。(2)开发了一种基于联二噻吩-甲基吲哚碘盐的新型D-π-A型荧光探针DTB,DTB可在～100%水溶液中实现对Cl O~–的检测,同时表现出高选择性、强抗干扰能力、超灵敏性(检测限:25 n M)、较快的时间响应性(1 min)、宽p H工作范围(3.0–8.5)等优异的光学识别性能。通过红外光谱、核磁滴定、高分辨质谱以及DFT理论计算等手段对其传感机制做了详细研究。此外,利用探针DTB负载的滤纸条、棉签、硅胶粉,制备了便携的固态荧光传感器,实现了在水溶液中对Cl O~–的快速比色检测。基于探针DTB优异的传感识别性能、良好的生物相容性以及低的细胞毒性,成功实现了在实际样品中对Cl O~–的定量痕量检测,以及在活细胞、拟南芥、豆芽和斑马鱼中对Cl O~–的荧光成像可视化检测。(3)开发了一种基于吩噻嗪-硫代巴比妥酸的新型D-π-A型双功能荧光探针PT,可实现在DMSO/PBS(1/3,v/v)溶液中对Cl O~–/N_2H_4的检测,同时表现出高选择性、强抗干扰能力、超灵敏性(检测限:Cl O~–:13.7 n M;N_2H_4:15.4 n M)、超快的时间响应性(Cl O~–:<20 s;N_2H_4:<15 s)、宽p H工作范围(Cl O~–:3–11;N_2H_4:5–9)等优异的光学识别性能。通过红外光谱、核磁滴定、高分辨质谱以及DFT理论计算等手段对其传感机制做了详细研究。此外,利用探针PT负载的滤纸条和硅胶粉,制备了简易的固态荧光传感器,实现了对水溶液中Cl O~–/N_2H_4以及对气态肼的快速比色检测。基于探针PT良好的传感识别性能、良好的生物相容性以及低的细胞毒性,成功实现了在环境样品、食品及生物流体等实际样品中对Cl O~–/N_2H_4的定量痕量检测,以及在活细胞和植物体中对Cl O~–/N_2H_4的荧光成像可视化检测。(4)设计合成了两种基于咔唑-丙二腈/米氏酸的新型D-π-A型荧光探针CBC和CBM,可分别实现在～100%水溶液和在DMSO/PBS(1/8,v/v)溶液中对N_2H_4的检测,同时表现出高选择性、强抗干扰能力、超灵敏性(检测限:CBC:6.3 n M;CBM:39 n M)、超Adezmapimod MW快的时间响应性(CBC:<40 s;CBM:<50 s)、宽p H工作范围(CBC:5–9;CBM:4–12)等优异的光学识别性能。通过红外光谱、核磁滴定、高分辨质谱以及DFT理论计算等手段对CBC的传感机制做了详细研究。此外,利用探针CBC负载的滤纸条、硅胶粉和棉签,制备了简易的固态荧光传感器,实现了对水溶液和气态肼的快速比色检测。基于探针CBC优异的传感识别性能、良好的生物相容性以及低的细胞毒性,成功实现了在环境样品、食品及生物流体等实际样品中对N_2H_4的定量痕量检测,以及在活细胞和植物体中对N_2H_4的荧光成像可视化检测。