基于含铀双核共面配合物的荧光分析法研究

When uranyl is closed to some other cations such as samarium cation and europium cation, there is strong fluorescence emitted from the system due to the cation-cation interactions (CCIs). Uranyl complexes have strong affinity and high selectivity to the molecules containing phosphate group. This study proposes that the fluorescence analysis for some substances could be realized by utilizing the specific properties of uranyl. Based on this, this study intends to synthesize some cofacial bis-polydentate ligands (CBL) and their binuclear cofacial complexes (BCC) containing uranyl and the related cations. The BCC can emit strong fluorescence and can be used for the specific recognition of target analytes. This study also intends to synthesize some plane type uranyl complexes (PUC) with the ability of specifically recognizing target analytes and plane type related metal cation complexes (PMC). PUC and PMC can combine togather to form dimer type BCC (d-BCC) with the ability of emitting strong fluorescence. Thus, This study intends to establish the homogeneous phase fluorescence analysis and heterogeneous phase fluorescence analysis for the determination of uranium by utilizing the formation reactions of BCC and d-BCC. This study also intends to establish the fluorescent probe analysis, homogeneous phase fluorescence quenching analysis and heterogeneous fluorescence quenching analysis for the determination of phosphorylated proteins, phospholipids and DNA, respectively, by utilizing the combinaion reactions of BCC and d-BCC with the target analytes. It is can be expected that these new analytical methods will have the advantages of simple and convenient in operation, high sesitivity and good selectivity, as well as the avoidance of some disadvantages in other analysis. This study can enrich the research fields in uranium science and analytical science.

铀酰与某些阳离子(如钐、铕等)靠近时会因阳离子-阳离子相互作用(CCIs)而产生强烈荧光。铀酰配合物对含磷酸基团物质有强烈亲和力和高选择性。本研究提出利用铀酰的这些性质可建立一些物质的荧光分析法。据此，拟合成一些共面双多齿配体(CBL)，用其与铀酰和相关阳离子结合形成可特异性识别目标分析物的具有强荧光的双核共面配合物(BCC)。同时拟合成一些可特异性识别目标分析物的平面型铀酰配合物(PUC)和平面型相关阳离子配合物(PMC)，PUC可与PMC形成具有强荧光的二聚体式BCC（d-BCC）。利用BCC和d-BCC 的生成反应建立检测铀的均相荧光法和非均相荧光法。同时利用BCC和d-BCC与目标分析物的结合反应建立可分别检测磷酸化蛋白、磷脂和DNA的荧光探针法、均相荧光淬灭法和非均相荧光淬灭法。这些新方法预期简便灵敏且选择性好，可避免已有分析方法的一些不足。本研究可丰富铀科学和分析科学研究领域。

利用含铀双核共面型配合物(UBCC)和含铀二聚体/多聚体式平面型配合物（UD/PPC）的形成和其与磷酸基团的反应可实现对铀和含磷酸基团生物分子的检测。为此，本项目研究合成了一些可形成UBCC或UD/PPC的多齿配体，并用其建立了一些物质的荧光分析和其他分析方法。基于三种不同UBCC的形成反应分别建立了检测痕量铀的共振荧光法、固相荧光法和共振光散射法亦即波长差为零的同步荧光法等三种不同荧光分析法。三种方法中形成UBCC所用的配体分别是一种大环配体（H4L），一种固载salophen配体和一种双极双齿配体（IPTP）。基于磷酸基团与两种不同UBCC的反应建立了两类检测含磷酸基团生物分子的同步荧光分析法。一类方法使用以IPTP为配体形成的UBCC，已分别用于检测磷酸化蛋白、磷脂和三磷酸腺苷。另一类方法使用以H4L为配体形成的UBCC，已分别用于检测磷酸化蛋白和DNA。同时，基于两种不同UD/PPC的形成反应建立了两种检测痕量铀的同步荧光分析法。两种方法中形成UD/PPC所用的配体分别是磷酸乙醇胺缩羧基salophen和磷酸吡哆醛缩邻苯二胺。基于磷酸基团与两种不同UD/PPC及金纳米粒子的反应建立了检测含磷酸基团生物分子的两种分析方法。一种是同步荧光法，该法中形成UD/PPC所用的配体是羧基化salophen，已分别用于检测磷酸化蛋白和二磷酸果糖。另一种是比率比色法，该法中形成UD/PPC所用的配体是双-磺基salophen，已分别用于检测磷脂和辅酶A。此外，利用合成的配体和配合物还分别建立了检测钍、铜、镍、金属硫蛋白等物质的荧光分析法、同步荧光分析法以及其他一些分析方法。这些方法均具有选择性好、灵敏度高且简便的特点。这些研究成果扩展了铀的用途，丰富了铀科学和分析科学研究领域。本项目现已发表学术论文18篇，其中SCI收录14篇，另外还有一些研究成果在论文投稿审理和论文撰写中。