摘要
铁离子广泛分布在人体细胞中，通常包含在组织和器官中。铁是血红蛋白的重要成分，可促进血液在人体中的运输。其与氧的键合能力，对参与氧化反应以及酶促反应至关重要。铁的不足会导致人体出现许多健康问题，例如贫血，食欲不振，频繁疲劳，工作积极性减少和免疫力下降。血液中铁的过量积累会导致多种生物学疾病，例如纤维化，不同器官的组织损伤和活性氧的产生，从而导致蛋白质，核酸和脂质的降解。汞是最有毒的污染物之一，广泛分布在各种环境中。它可以以不同的形式存在，例如金属氧化物、离子形式、金属形式和有机络合物等。其中，汞离子是最稳定的形式，它可以通过食物链积累并最终进入人体，从而导致肝肾功能障碍，免疫系统失衡甚至死亡。二氧化硫是煤炭和化石燃料以及汽车尾气燃烧的必然产物，对生态环境和人体健康造成严重威胁。通常，二氧化硫通过呼吸道吸入人体，在生理系统中会以亚硫酸氢根离子的形式存在。长期生活在这样的环境中可能会导致呼吸道感染，甚至导致肺癌、心血管疾病和神经系统疾病。因此，迫切需要开发高选择性和灵敏度的方法来检测分布在环境和生物系统中的Fe3+、Hg2+和HSO3-离子。 花菁素作为荧光染料具有荧光量子产率高，光学和化学稳定性好，激发和发射波长在近红外区域，摩尔消光系数高，受pH影响小等优点，是现代学者选择比较多的荧光基团。 本文设计合成了基于花菁素的化合物M1、M2、M3和M4。荧光测试实验表明：M1能很好地识别Fe3+，并且不受其他常见的金属离子干扰，具有较高的选择性，对Fe3+的检测极限为0.5μM，具有较高的灵敏度，并且对pH变化不敏感，能在较宽的范围内有效识别Fe3+。M2却能很好地识别Hg2+，并且不受其他常见的金属离子干扰，具有较高的选择性，对Hg2+的检测极限为0.6μM，具有较高的灵敏度，并且对pH变化不敏感，能在较宽的范围内有效识别Hg2+。M4是一种对微量亚硫酸氢根离子响应的新型化合物探针。 总之，本文设计并成功合成了一系列新型的花菁素近红外荧光探针，并进行了荧光测试等实验，结果表明它们可用于分别针对Fe3+，Hg2+和HSO3-进行有效识别，这些研究结果对于重金属的检测、环境监测和疾病防控等都有一定的意义。
NETL