1.2  荧光探针的简介及其应用价值

超分子化学自1987年后迅速发展，至今已发展的比较成熟，其中荧光传感器己成为超分子化学领域的重要研究方向之一，并且由于其简单、快速、高选择性和灵敏性等特性得到了很多化学家的青睐。荧光传感器可定义为能通过与特定分子作用引起荧光信号变化从而达到识别特定分子的目的的一类分子，也叫做荧光探针分子。它们的结构一般包括两部分:一是能表达信号的荧光基团(fluorophore),二是有识别能力的客体分子接受体即识别基团(receptor),这两部分一般通过连接基团(spacer)连成一体,形成所谓的“荧光基团-连接基团-识别基团[6]”模式。当客体分子与识别基团作用时,荧光基团的荧光特性如荧光强度、发射波长和荧光寿命等会产生变化,进而识别客体分子，从而实现对阴离子的检测。

图1  荧光探针的结构模型

    在目前看来荧光探针在分子的识别过程中的应用非常的广泛，这是因为，我们在对于其他检测的手段的这些荧光探针具有以下的一些主要的优点：

(1)可以在不同的系统中，以及用于所有类型的在光谱分子识别荧光信号显著变化接口溶液来识别可以通过光谱的变化达到对分子的识别的目的来实现；

(2)荧光探针的检测灵敏度可达到的识别是对一个或一定数量的离子或分子的识别；

(3)在阳离子，阴离子的一些最低水平识别低分子检测限的荧光探针以及小中性分子的检出限，可以实现甚至ppm级，这可以应用于检测各种危害有分子或离子的浓度存在的在环境和人类健康。这具有非常重大的意义，“绝大多数的荧光探针将包含具有共轭体系的一些小分子有机物，这是因为共轭双键的电子跃迁的形成更容易吸收激发光，易于荧光的产生；在该波长的激发光的大部分时间将是在近紫外或可见区的中间，所发射的光的大部分在可见光区域的波长，容易观察到荧光光谱的变化[7]。

2文献综述

2.1  Michael加成反应

    基于氰根离子Michael加成反应，具有一个碳碳双键和吸电子基团共轭的一系列荧光化合物，成功地开发为CN—的选择性探针。

2.1.1  CN—加成至吡啶环

    探针R1[8]和R2[9]是基于CN−对吖啶和吡啶单元加成。R1可以在DMSO：水=95:5中选择性识别CN—，荧光减弱了14倍。这种识别是基于不可逆的亲核加成，CN—加成到吖啶的9-位碳[8]。荧光检测限为1.9μM。与R1不同的是，探针R2是基于一个增强ICT过程和减弱PET过程，从一个喹啉荧光团到吡啶鎓离子。这是通过CN—加成到吡啶鎓环上，导致荧光从暗到亮响应[9]。

 2.1.2  CN—加成至α，β不饱和羰基部分

    探针R3[10]，R4[11]，R5[12]，和R6[13]都含有α,β-不饱和羰基，利用吸电子基硝基、醛基或酮类基团作为发生Michael加成反应的受体。在这些吸电子基的作用下，CN—加成到Michael加成受体的β/δ位置，最终使探针产生显著的荧光变化，从而达到检测CN—的目的。特别是，Bian，Huang和他们的同事，最近报道磷光铱（III）配合物R7是一个优秀的多信号CN—探针，其具有特别显著的荧光增强[14]，R7比其相应的有机配位体存在表现出更快的反应速度，这是由于在铱（III）中心的强吸电子效应。

 2.1.3  基于对CN—转换发光能量转移的荧光探针

    最近，我们设计了基于转换发光能量转移（UCLET）对CN—高度敏感和选择性识别的探针[15]。通过引入两个羧酸成R7，另一个铱（III）配合物R8，在NaYF4的表面上合成和组装：镱，铒，铥纳米发光材料以及纳米探针R7-UCNP是基于UCLET实现CN—识别的[16]。