文章综述
一、前言
喹啉及其衍生物是一种很好的金属螯合剂,而且它们具有良好的荧光性能，所以喹啉及其衍生物一直是荧光探针领域研究的热点。本文综述了近几年来含喹啉单元的荧光探针的研究进展，介绍了含喹啉单元类的荧光探针对Zn2 、Cd2 、 Al3 、 Fe3 、 Cu2 和含喹啉单元与金属离子的复合型荧光探针对阴离子荧光传感性能，并展望了含喹啉单元的荧光探针的理论和应用前景。喹啉衍生物是一类具有生物广泛活性的含氮杂环化合物，喹啉及其衍生物是非常重要精细化工原料，主要用于合成医药、燃料、农药和多种化学助剂，还有着十分优秀的荧光性能。荧光是某种常温物质经某种波长的入射光照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出出射光；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失，具有这种性质的出射光就被称之为荧光。许多金属元素在地球中大量存在，它在日常生活，工业，农业中扮演着不可或缺的角色，过量金属不仅危害动植物生长，而且给人类身体健康带来一些危害，因此金属离子检测方法越来越受到科研工作者关注。喹啉是一个大的共轭体荧光团，容易形成pi;—pi;* 跃迁，有杂原子，也有多个位点结合金属离子可以识别不同金属离子，所以目前用喹啉及喹啉衍生物做探针荧光团是一个热点研究。基于此，我们设计合成新型希夫碱型喹啉类荧光探针，希夫碱类荧光探针分子通常含有-C=N结构,而-C=N结构容易发生异构化；同时-C=N中的氮原子也存在孤对电子,易形成PET机理。希夫碱类荧光探针在识别特异性客体前,因为在-C=N结构异构,以致探针的荧光强度很低;当此类荧光探针结合特异客体后,探针中的-C=N的异构化就会被抑制,这时探针就会发出很强的荧光。旨在利用喹啉及希夫碱良好的特点,进一步研究它们的荧光活性。
2、喹啉类荧光探针的研究进展
喹啉及其衍生物是一类良好的荧光基团，一般都具有生物活性，也通常作为良好的医药中间体[6]。由于是由苯环和吡啶环稠和成，因此喹啉的化学性质与吡啶相似，难溶于水，易溶于大部分有机溶剂。另外，喹啉属于N取代萘化合物，也被称为氮杂萘，具有弱碱性，可通过苯环发生亲电反应或吡啶环发生亲核反应，从而生成多种衍生物。喹啉具有较大的共轭体系，易发生电子从到*的跃迁过程，且喹啉环上的N原子在极性溶剂中易形成氢键，因此基于喹啉的荧光分子探针大多在溶液中荧光很弱，而与金属离子作用后荧光显著增强[7-9]。因此喹啉类荧光分子探针可通过金属离子加入后荧光信号的改变实现对目标金属离子的检测，目前已经有很多文献报道其在金属离子检测方面的应用。
喹啉是一个大的共轭体荧光团，容易形成pi;—pi;* 跃迁，有杂原子，也有多个位点结合金属离子，可以识别不同金属离子，所以目前用喹啉及喹啉衍生物做探针荧光团是一个热点研究。
2015年Manuel Algarra实验室组报道了一种检测镁离子的探针7(图1)。此探针的发射波长为655nm，探针识别Mg2 的灵敏性好，此探针还彼做成pvc膜，但是该pvc膜的荧光量子产率低，检测灵敏性也差需要进一步改进。
Liu Weisheng实验组研究了一种比率型探针8(图2)，探针8的激发波长为329nm发射波长为486nm，探针的荧光强度随着Zn2 浓度的增大而降低。探针8-Zn2 的配，位比为1:1 ，同时该实验组还得出Fe3 ，Cu2 ，Mg2 ，K ，Cr3 ，Hg2 ，Cd2 ，Pb2 ，Ca2 ，Co2 ，Ni2 ，Mn2 ，Al3 等离子不会干扰探针8识别Zn2 的结论；同时该实验组还研究了阴离子HSO4-，H2PO4-，Cl-，I-，ClO4-，NO3-，AcO-对探针8-Zn2 的荧光强度的影响,实验得出只有AcO-能探针8-Zn2 的荧光逆转。
MaoChun，ChenXiaoqiang等人设计了一种新的比率型探针10(图3)，溶剂的组成为VDmso:V水=l:1，溶液的pH为7.4，激发波长为330nm。探针10在波长为420nm与497nm处形成比率关系，Zn2 浓度为0-40micro;M范围内，体系的荧光强度与Zn2 浓度呈现出良好的线性关系，该探针对Zn2 检测限为3.36x10-8M，同时该实验组还得出Fe3 ，Cu2 ，Mg2 ，K ，Cr3 ，Hg2 ，Cd2 ，Pb2 ，Ca2 ，Co2 ，Ni2 ，Mn2 ，Al3 对探针10-Zn2 荧光强度影响，结果表明显示Hg2 ，Cu2 对荧光有部分淬灭的现象。此探针10还能用于细胞成像检测。
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