通过结构设计和调控获得高性能重金属离子荧光探针

环境和生命体内重金属离子的检测因可以有效控制污染和预防诊断疾病而意义重大。荧光探针法检测重金属离子因优越性显著而倍受关注。已报道的小分子和大分子荧光探针各具特色，但都存在不足。本项目旨在选择性能优良的识别基团和荧光团，通过结构设计和调控，构建选择性好、灵敏度高、与被测环境相容性好、易进一步修饰的新型重金属离子荧光探针。具体研究：(1)探针分子合成方法和结构表征方法；(2)探针分子溶解性、热稳定性、光物理性能，以及结构与性能之间的关系；(3) 探针分子检测重金属离子的选择性、灵敏性等综合性能，及其与检测条件之间的关系；(4) 探针分子与重金属离子之间的作用方式及原理；(5) 探针分子中荧光团与识别基团的利用效率。本项目的特色与创新之处在于充分利用树枝状大分子结构设计理念和结构、性能可以灵活调节、精确控制的特点，集成和发展已有探针的优点，弱化和克服已有探针的缺点。

本项目旨在选择性能优良的识别基团和荧光团构建具有良好综合性能的新型重金属离子荧光探针，用于环境和生命体中重金属离子的检测。研究工作按照申请书中的研究内容和研究目标开展。通过研究，主要取得了以下成果：(1) 得到了一系列能用于含水体系的高选择性高灵敏度Fe3+、Cu2+、H+、Cr(VI)、Hg2+比色和荧光探针；(2) 获得了探针的溶解性、光物理性能和光、热稳定性；(3) 研究结果表明溶剂、探针浓度、pH值等检测条件对探针性能有重要影响，为优化探针性能提供了有效途径；(4) 对探针结构与性能关系、以及探针分子与重金属离子之间作用机理的研究为探针设计提供了有价值的参考；(5) 发表了8篇SCI论文，申请了6项专利，其中3项已授权；(6) 培养了7名硕士研究生，其中5名已毕业。本项目较好地达到了预期的目标。