Page 109 - 《精细化工》2021年第10期

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第 10 期 孟宪娇: 基于 BODIPY 荧光探针对 Cu 和焦磷酸根的连续识别 ·2039·

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传感器Ⅰ对 Cu 和 PPi 是通过连续识别进行检测的。
与此同时，结合紫外和荧光谱图分析结果进一
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步对传感器Ⅰ同 Cu 和 PPi 可能的配位机理进行分
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析，见图 10。传感器Ⅰ在同 Cu 作用之前，测试溶
液于 516 nm 处呈现出较强的黄绿色荧光，当加入
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Cu 之后，荧光强度发生了明显的猝灭。当向配合
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物Ⅰ-Cu 中加入 PPi 之后，PPi 将 Cu 从配位体系
中拉出来，使体系的荧光发生了恢复，恢复率可达
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到 98.5%。因此，传感器Ⅰ对 Cu 和 PPi 呈现出明
显的荧光“开-关”响应，而且最大发射波长也没有
发生明显的移动。另外，传感器分子本身为非共轭
体系，综合以上结论说明传感器Ⅰ的作用机理主要
是基于光诱导电子转移机理（PET 机理）进行识别
检测 [51-52] 。
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2.8 pH 对传感器Ⅰ检测 Cu 和 PPi 的影响
测试体系中的酸碱性往往会通过破坏传感器分
子本身的结构或者干扰配位方式，导致识别检测无
法实现。因此，为了探究传感器Ⅰ适用的 pH 范围，
室温下，在 pH 为 2~12 范围内测试传感器Ⅰ的荧光
强度变化，结果见图 11。如图 11 所示，当 pH 为 2~5
时，传感器Ⅰ的荧光强度会随着 pH 的增大而增大，
加入 PPi 后呈现出相同的变化趋势，所以在该范围
内进行响应测试时，pH 将成为干扰因素。当 pH 为
5~9 时，3 条曲线均呈现较平稳的趋势，这说明传感
器Ⅰ对 Cu 和 PPi 的响应在该 pH 范围内具有较好
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图 9 传感器Ⅰ加入 Cu 和 PPi 的 HNMR 滴定谱图 2+
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Fig. 9 HNMR titration spectra of sensorⅠupon addition 的稳定性。当 pH 为 9~12 时，即使是仅加入 Cu
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of Cu and PPi 未加入 PPi 时仍呈现明显的荧光恢复响应，说明传
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感器Ⅰ已逐渐失去同 Cu 的配位能力。以上结果表
位于 6.00 处出现了新的信号峰，这可能是由于传感器 明，在强酸或强碱体系下，传感器Ⅰ对 Cu 和 PPi
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Ⅰ分子结构中的 O 原子和 N 原子在和 Cu 配位之后， 的识别检测将会受到 pH 的干扰，传感器Ⅰ最佳适
改变了 Ha，Hb 和 Hc 的化学环境，而继续向配合物 用的 pH 范围为 5~9，而生物体内的 pH 范围一般是
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Ⅰ-Cu 中加入 PPi (5 mmol/L)之后，化学位移位于 7.3~7.4，这说明传感器Ⅰ可实现在生物体内对 Cu 2+
6.00 处的信号峰消失。因此，以上结果进一步证实 和 PPi 识别检测的可能性 [53-54] 。

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图 10 传感器Ⅰ对 Cu 以及配合物Ⅰ-Cu 对 PPi 可能的作用机理
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Fig. 10 Possible mechanism of sensorⅠ to Cu 2+ and complex Ⅰ-Cu to PPi