摘要
荧光探针具有操作简单、成本低、背景干扰弱等优点，被广泛应用于生物活性小分子的检测。然而，在多变的微环境系统中，大多数传统芳香族荧光探针往往因π-π堆积而发生聚集淬灭(ACQ)，严重限制了探针的选择性和灵敏度。为了应对这一挑战，本文提出了一种简便且可预测的主客体识别策略来设计超分子荧光探针。简而言之，以葫芦[n]脲为大环主体分子，同时以金刚烷和萘修饰的罗丹明衍生物为客体分子，通过主-客体识别作用制备了一系列超分子荧光探针，实现了对植物信号分子水杨酸(Salicylic acid，SA)和重要的有机中间体三聚氯氰(Cyanuric chloride，TCT)的精准识别和检测。该策略具有显著的空间效应，可在分子水平上有效规避荧光团分子间的π-π堆叠。具体工作如下： (1)设计一种金刚烷修饰的罗丹明衍生物探针(RAA)并封装于刚性大环葫芦[8]脲(Q[8])中，成功制备了超分子荧光探针RAA@Q[8]。从微观形貌观察可知，原本高度聚集的球体(RAA )变成了离散的超分子八面体有机框架RAA@Q[8]，表明分子的聚集行为得到了很好的调节。这一结果对于在各种环境体系中实现水杨酸(SA)等植物信号分子的精确检测具有重要意义。此外，研究发现RAA@Q[8]对SA的检测灵敏度是RAA的2.2倍，并具有高选择性和抗干扰性，检测范围宽(10-80μM)，检出限低(LOD=3.0×10-8M)。共聚焦激光扫描显微镜成像结果也充分证明，RAA@Q[8]对SA的灵敏度高于RAA本身。更重要的是，RAA@Q[8]在豌豆芽和HEK-293细胞中也实现了对SA的灵敏、精确识别和成像，表明构建的超分子复合物在复杂的活体微环境体系中具有良好的应用前景以及优良的生物相容性。这项研究为将来开发超分子荧光探针提供了指导，也为解决ACQ效应提供了借鉴。 (2)设计了一系列基于萘修饰的罗丹明衍生物(M1～M6)和葫芦脲(Q[7])的新型超分子荧光探针(Mn@Q[7])。结果表明，超分子复合物(M1@Q[7]、M3@Q[7]、M6@Q[7]在溶液中具有微弱的荧光，加入TCT后体系荧光增强，表现出良好的选择性和灵敏度。此外，在一定浓度范围内TCT浓度与Mn@Q[7]荧光强度的增加呈现良好的线性关系。本研究构建的一系列超分子荧光探针在检测三聚氯氰中具有优异的检测性能，这种超分子策略为精准和高效检测复杂环境中其它活性物质提供了指导。
NETL