菲腙类荧光传感器的构建及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着工业发展，环境问题越快来越引起人们的重视，快速准确地检测环境和人体中的化学量与生物量（如Hg2 、谷胱甘肽等）的含量对于环境监测和人类身体健康都至关重要。生物传感器是选择性地将分析对象的化学和生物信息，连续转变为分析仪器易测量的光学信号的分析测量装置，可以对单（多）种对象进行实时、在线检测，已成为各种分子、离子的重要检测手段。目前常用的荧光传感器包括纳米材料荧光探针和有机小分子荧光探针。其中有机小分子由于其大的斯托克斯位移和优异的化学稳定性，并且化学结构也可以被很好地设计。这保证其精细可调的发光特性和优化的成像性能，已被广泛应用于许多重要的生物分析物的检测和成像中。

2. 课题关键问题和重难点

本课题拟解决的关键问题是构建菲腙类荧光传感器去检测重金属离子Hg（Ⅱ）的存在，以及解决如何制备菲腙类荧光传感器、如何保证成本的能效最大化和验证菲腙类荧光传感器对于重金属离子Hg(Ⅱ)具有更好的检测效果。

解决上述问题有以下几个难点：如何确定重金属离子Hg(Ⅱ)被检测出来以及其检测线。设计怎样的合成路线才可以使菲腙类荧光传感器具有方便检测、物美价廉的特点；怎样设计才可以让菲腙类荧光传感器具有对重金属离子Hg（Ⅱ）的专一性以及使其具备更高的灵敏性、水溶性和安全性。

3. 国内外研究现状（文献综述）

关键词：菲、hg(Ⅱ)、荧光传感器

摘要：汞是一种常见的有毒污染物，对生态系统具有很高的危害性。因为汞不可以进行生物降解且容易通过食物传递的方式在体内累积，而且汞也容易在自然环境中转变为高毒性的甲基汞，在人体内累积时会导致人的神经系统、dna 损伤及其他认知和运动障碍，因此，开发有效检测hg2 离子的技术尤为重要。又因为小分子有机荧光材料具有荧光量子效率高、选择性好和光谱可调节等优点，对环境中重金属离子的检测具有高选择性、高灵敏性和良好的稳定性等优势，所以拟用小分子有机荧光材料来检测hg(Ⅱ)。

前言：近年来，对hg（Ⅱ）离子检测的方法有很多，例如：电感耦合等离子体质谱法，原子吸收发射光谱法，电化学传感器等传统的检测方法^[1-5]。但这些技术不适用于离子的体外分析和现场测定，因为它们所需要的样品要求高浓缩。相比之下，荧光技术由于其简单，方便，高灵敏度和实时无损检测等优点方法而备受关注。

4. 研究方案

1.用氮气吹三口圆底烧瓶10分钟，赶走其中空气使整个反应瓶充满氮气氛围。将罗丹明6g和氢氧化钠溶解在100ml的三口烧瓶中，加入50ml的无水乙醇中。反应过程中一直进行氮气保护，加热回流6h。然后加入水合肼，将混合物再回流24小时。冷却至室温后，将沉淀物抽滤并放入烘干箱干燥，得到粉红色固体罗丹明6g-1，计算产率。

2.通氮气，将烧瓶中的空气排尽，使氮气充满整个烧瓶。将化合物罗丹明6g-1（1mmol）和9-菲酚（1mmol）置250ml三口烧瓶中，在n₂保护下加入100ml无水乙醇，然后将混合物加热回流24小时左右。随着反应进行烧瓶中逐渐会有棕黄色固体产生。反应结束后，冷却至室温，抽滤布氏漏斗中的滤饼用事先冷却好的无水甲醇进行数遍冲洗。将为反应完全的原料溶解，再将剩下的产物干燥取出得到粗产品。粗产品通过硅胶层析柱过滤纯化，洗脱剂为（乙酸乙酯/石油醚，1：4，v/v），然后将收集起来的纯品进行减压蒸馏除去洗脱剂，得到罗丹明6g-2，计算产率。

3.将获得的罗丹明6g-2进行核磁共振、红外表征的方法确定其结构。然后用紫外光谱研究其紫外吸收特性，检测例如荧光强度、荧光辐射寿命、量子收率等的荧光性能。

5. 工作计划

第1-3周：根据已选课题查阅中外文献，并根据查阅到的文献制定可行的实验路线，分析比较国内外研究现状和方向，确定课题的研究方案并按时完成开题报告及文献综述。

第3-6周：根据设计方案进行试剂预处理，合成、提纯等操作，记录实验过程，优化实验条件和实验方法。

第7-10周 ：对自己选择的方法进行进一步优化，同时使用优化后的方法去获得课题要得到的产品。最后对产品采用核磁共振、傅里叶红外表征的方法确定其结构 。