一种在水溶液中高选择性和高灵敏度的双重响应pH荧光探针

1、吕足吕足一、实验背景一、实验背景1.目前荧光探针的应用2.pH值对人体健康的重要性3.pH荧光探针的应用前景4.荧光基团丹磺酰基团（DA）的特点1.目前荧光探针的应用目前荧光探针的应用 目前，荧光探针已经在很多领域展现了巨大的发展潜力，例如：分析化学，生物学，临床生物化学，环境监测等方面都有应用。 而且现在有很多高选择性和高灵敏度的荧光探针用来检测各种金属阳离子，表现十分优异。pH值对人体健康的重要性值对人体健康的重要性酸碱度是体液（血液、尿液、组织液等）的一个重要化学特性。酸碱度以pH值表示，健康人的血液一般略带碱性，其pH值范围为7.357.45，只要偏离这一正常值范围，就会对很多脏器功能

2、产生严重影响（特别是肾和肺器官）。所以人体通过平衡摄食并依靠自身调节系统，将血液酸碱度精确的控制在这一恒定范围的生理现象，就是酸碱平衡。pH荧光探针的应用前景荧光探针的应用前景由于pH值对于生物体内的酸碱平衡有着重要意义，如何检测细胞中的pH值显得尤为重要。而荧光探针对细胞中的环境体系破坏很小，使用方便，且灵敏度高，适合检测体系中的H+。一般细胞中存在2种不同的pH范围：细胞质pH=6.87.4，酸性细胞器pH=4.56.0。而到目前为止，酸性荧光探针的报告非常少，所以制备一种方便有效的酸性荧光探针对生物学和药学有着重要意义。 荧光团丹磺酰基团（荧光团丹磺酰基团（DA）的特点）的特点DA有着非

3、常好的荧光光学性质，因为DA得结构中有一个萘环，是非常好的荧光发色团。很多基于DA的荧光探针可以用来检测各种阳离子。本文用DA做成探针来识别和检测水溶液中的H+，另外在2个不同的激发波长下随着pH的变化可以产生荧光增强和荧光减弱的双重响应。二、实验准备二、实验准备DA的合成路线的合成路线样品制备样品制备所有的荧光实验在25下的缓冲溶液中进行。在缓冲溶液（由10.0mM的醋酸钠，磷酸钠，硼酸钠，碳酸钠组成，用0.5M的HCl溶液和0.5M的NaOH溶液调节pH值）中，将DA的原液（1.0mM）稀释到10.0M。三、结果与讨论三、结果与讨论Fig. S3. Fluorescence intensi

4、ty at 500 nm of DA (10.0 M) in the absence or presence of 100.0 M Ca2+, Cu2+, Fe3+, Hg2+, K+, Mg2+, Pb2+ and Zn2+ in 10.0 mM CH3COOH/CH3COONa buffer solution at pH 5.00 (ex = 320 nm). The results at other different pH values are similar with those measured at pH 5.00.Fig. S4. Fluorescence intensity

5、at 336 nm of DA (10.0 M) in the absence or presence of 100.0 M Ca2+, Cu2+, Fe3+, Hg2+, K+, Mg2+, Pb2+ and Zn2+.in 10.0 mM CH3COOH/CH3COONa buffer solution at pH 5.00 (ex = 284 nm). The results at other different pH values are similar with those measured at pH 5.00.这个晶体结构表明二甲基氮上的氮原子被质子化导致DA对H+产生响应。Fi

6、g. S5. Fluorescence spectra of DA powder and single crystal of DA-H+ under an excitation wavelength of 320 nm.Fig. S6. Fluorescence spectra of DA powder and single crystal of DA-H+ under an excitation wavelength of 284 nm.Fig. 6. Confocal fluorescence images of H+ in NIH 3T3 cells (mouse skin fibroblasts) loaded with (20.0 M) DA, ex =405 nm. (a) Bright field image of NIH 3T3 cells. (b)Fluorescence image of NIH 3T3 cells. (c) The overlay image of (a) and (b).四、总结四、总结实验表明基于DA的pH荧光探针能灵敏的检测水溶液中的H+，同时拥有荧光增强和荧光减弱的双响应，即在320nm和284nm有相反的响应，前者在500nm处能达到92.7%的荧光猝灭