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荧光探针是指对特定分析物进行荧光分析的探测器,它由识别基、荧光团及连接基这三部分组成。荧光探针已经成为现代科学和医学领域不可或缺的工具。传统的荧光团容易产生聚集导致发光猝(ACQ)灭现象,这将使所构筑的荧光探针发光效率变低,从而直接影响荧光探针的性能。2001年,唐本忠教授课题组首次报道了聚集诱导发光(AIE)现象,即荧光分子在稀溶液中不具有荧光性质,而在聚集态或固态下表现出强的荧光。AIE效应已被广泛应用于荧光探针的设计及合成中,这类探针可以有效克服聚集导致荧光猝灭问题,而且还具有抗光漂白能力强、背景干扰小等优点。至今,已有大量的不同骨架AIE分子被报道。其中,D-A型AIE分子的合成简单,而且其荧光性质可以直接通过调节分子中供电子基(D)及吸电子基(A)来进行优化。基于此,本论文构筑了不同骨架的D-A型荧光探针,利用聚集诱导发光机理实现水体中汞离子及葫芦脲分子的荧光检测。具体研究内容如下:1.设计合成了一种二硫代缩醛酯类比率计型荧光探针TSB。该探针在CH3CN-H2O(v:v=1:99)混合溶液中形成聚集态,发出强的蓝色荧光。当遇到汞离子后,TSB中识别基二硫代缩醛酯水解成醛基,分子内电荷转移(ICT)过程及聚集诱导发光(AIE)效应使溶液表现出强的天蓝色荧光。探针TSB的水溶液在加入汞离子前后,其荧光颜色变化可以通过肉眼来辨别。2.设计合成了一种二硫代缩醛羧酸类荧光打开型探针TSA。该探针具有良好的水溶性,在HEPES缓冲溶液中没有荧光发射。当加入汞离子后,TSA中识别基二硫代缩醛羧酸水解成醛基并在溶液中发生聚集,聚集诱导发光(AIE)效应使溶液发出强的天蓝色荧光。探针TSA对汞离子检测的选择性高,响应时间短,检测限低。另外,探针TSA还能在印染废水及泥土中检测汞离子。3.设计合成了一类苯并噻唑鎓骨架的荧光探针DABT。该探针具有聚集诱导发光(AIE)特性,并在纯水体系中可以实现对CB[6]、CB[7]及CB[8]不同的光谱信号响应。探针DABT的水溶液中加入CB[6]后,其荧光强度发生明显的增强;加入CB[7]后,溶液荧光强度不仅明显增强,其吸收波长呈现一定红移;但加入CB[8]后,溶液荧光强度发生显著减弱。