新型 Schiff 基探针用于 Cu2? 的比色和荧光双通道检测，并具有活性诱导发光（AIE）特性

《Journal of Molecular Structure》：Novel Schiff-base Probes for Colorimetric and Fluorescent Dual-Channel Detection of Cu2? with AIE Activity

新型Schiff碱荧光探针PCP和NCP对Cu2?的高选择性检测与机制研究，PCP具有显著的聚集诱导发光效应，检测限分别为1.21×10?? M和1.73×10?? M，通过多光谱分析和核磁验证结合机制，适用于环境监测和化学分析。

　　

孙玉成|田龙宇|卢在军

中国山东省济南市山东大学化学与化学工程学院，教育部特殊功能聚集材料重点实验室

摘要

在本研究中，合理设计并合成了两种新型Schiff碱荧光探针：吡嗪咔唑探针（PCP）和萘基咔唑探针（NCP）。这两种探针对Cu2?离子具有出色的选择性，其检测限（LOD）分别为1.21 × 10?? M（PCP）和1.73 × 10?? M。与Cu2?结合后，PCP和NCP会从无色变为亮黄色。通过Job图分析、荧光滴定（S曲线）、紫外-可见光谱和荧光光谱以及1H NMR研究，阐明了它们的结合化学计量比和作用机制。值得注意的是，PCP探针表现出显著的聚集诱导发射（AIE）效应，作为一种高灵敏度的荧光传感器，具有超快响应、优异的选择性和强大的抗干扰能力。开发的Schiff碱荧光探针PCP和NCP在Cu2?的比色检测和实际样品分析中表现出色，显示出其在环境监测和分析化学中的巨大应用潜力。

章节摘录

引言

金属离子在生物系统和环境系统中普遍存在。虽然它们在许多生理过程中作为必需的辅因子，但过量存在会带来严重的生态和公共卫生风险[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]]。这种双重性凸显了开发简单、快速、可靠的金属离子监测平台的迫切需求。传统的分析技术，如高效光谱法、电化学分析等

试剂、材料与设备

实验中使用的溶剂和药物均为分析级，并从商业渠道购买。¹ H NMR（400 MHz）在Bruker AV-400光谱仪上进行测量，溶剂为DMSO-d₆，内标为四甲基硅烷（TMS）。红外测量使用KBr压片技术在Bruker ALPHA FT-IR光谱仪上进行，测量范围为4,000–400 cm^?1。高分辨率质谱（HRMS）使用Agilent 6,510精密质量Q-TOF仪器进行

PCP的设计与合成

如方案1所示，PCP探针通过多步程序合成。其分子结构通过全面的分析技术得到了明确表征。

如方案2所示，NCP探针通过以下方法合成。NCP的结构通过全面的光谱和分析表征得到了确认。中间产物1和2按照文献方法合成，它们的NMR光谱如下

结论

总之，本研究成功证明了两种新型荧光探针PCP和NCP是检测Cu2?的高效可靠传感器。除了报告它们的性能外，我们的工作还提供了全面的分析，强调了它们的实际应用价值和机制基础。这两种探针表现出极高的灵敏度，检测限远超许多已报道的类似探针，并且在背景干扰下对Cu2?具有高选择性

CRediT作者贡献声明

孙玉成：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，软件应用，方法学设计，数据分析。田龙宇：撰写 – 原稿，可视化，数据分析。卢在军：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法学设计，实验研究，资金获取，数据分析，概念构思。

利益冲突声明

所有作者均无相关利益关系

致谢

我们衷心感谢山东省重点研发计划（2022CXGC020602）、国家自然科学基金（51973104）、中国航空复合材料特种结构研究所（RISAC）支持的电磁结构技术联合实验室项目（ESTL202204），以及山东大学-新安集团硅基高端新材料研究基础研究计划（YJG202102）的财政支持