本發(fā)明涉及一種Hg²⁺可逆熒光探針及其合成與使用方法。

背景技術(shù)：

Hg²⁺是一種極具生理毒性的重金屬離子，具有持久性、易遷移性和高度的生物富集性，是目前全球最引人關(guān)注的環(huán)境污染物之一。由于對(duì)動(dòng)植物和人體健康都有很大的影響，比如對(duì)人體的腦、腎臟及內(nèi)分泌系統(tǒng)造成巨大損害。因此對(duì)汞離子的檢測(cè)具有非常重要的意義。近年來，越來越多科研工作者開始了離子熒光探針的研究工作。徐鑒報(bào)道了一種新型耐爾藍(lán)衍生物對(duì)Hg²⁺的識(shí)別性能[化學(xué)試劑 (2015, 37 ( 2), 158 ~ 160; 164) ]。研究發(fā)現(xiàn)Hg²⁺可以選擇性淬滅這種耐爾藍(lán)衍生物的熒光；2016年，《高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)》報(bào)道了具有高選擇性Hg²⁺比率熒光探針 [高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào) (2016, 37 (2), 232 ~ 238) ]。在日光下，Hg²⁺可以使主體溶液的顏色由淺綠色變?yōu)槌壬?010年在《四面體》( Tetrahedron ) 的66期的3662-3667頁(yè)公開的文章A new bis(pyrenyl) azadiene-based probe for the colorimetric and fluorescent sensing of Cu(II) and Hg(II) 和2012年在《有機(jī)&生物化學(xué)》( Organic &Biomolecular Chemistry) 的2733-2738頁(yè)公開的文章 Alteration of selectivity in rhodamine based probes for Fe(III) and Hg(II) ion induced dual mode signalling responses 都是關(guān)于汞離子識(shí)別的技術(shù)。這兩篇文章中，主體化合物除了可以識(shí)別Hg²⁺外，還分別對(duì)Cu(II)和Fe(III)具有識(shí)別性能。

根據(jù)目前文獻(xiàn)報(bào)道的對(duì)于Hg²⁺熒光探針的研究，主要存在以下兩個(gè)缺陷：

1、Hg²⁺對(duì)主體化合物的熒光只能進(jìn)行萃滅或增強(qiáng)的一次性的識(shí)別性能，而沒有可逆識(shí)別性能；

2、其他金屬離子與Hg²⁺共存時(shí)，主體化合物除了識(shí)別Hg²⁺，還對(duì)其他金屬離子有識(shí)別性能，所以，識(shí)別不具有專一性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的其他金屬離子對(duì)Hg²⁺的識(shí)別存在干擾以及缺少可逆識(shí)別性能的技術(shù)問題，而提供的主體化合物對(duì)Hg²⁺具有專一識(shí)別性能并實(shí)現(xiàn)可逆(off-on-off)熒光信號(hào)響應(yīng)檢測(cè)的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針及其合成與使用方法。

本發(fā)明的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的結(jié)構(gòu)式為：

上述的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

一、中間體化合物的合成：

將菲醌、5-硝基水楊醛和乙酸銨按照1 : 1.5 : 2的摩爾比投入到反應(yīng)器中，再加入冰乙酸作為溶劑，升溫至80 ~ 110℃并攪拌6 ~ 12 h后，反應(yīng)停止，冷卻至室溫，向反應(yīng)器中加入水，再用10％的氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至8 ~ 10，抽濾，得到黃色固體。干燥后，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，再抽濾、干燥，得到中間體化合物；

二、中間體化合物的合成：

稱取2.0 mmol中間體化合物和 0.35 g 雷尼鎳加入到反應(yīng)器中，再加入乙醇作為溶劑，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在攪拌條件下，滴加7.5 mL質(zhì)量百分濃度為80%的水合肼溶液，滴加完畢后，升溫至50 ~ 80℃，反應(yīng)5 ~ 10 h，冷卻至室溫，抽濾，用乙酸乙酯洗滌，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除濾液后，得到褐色固體并干燥。再用乙酸乙酯重結(jié)晶，再抽濾、干燥，得到中間體化合物；

三、Hg²⁺熒光探針的合成：

按照1 : 1 ~ 3的摩爾比稱取中間體化合物和水楊醛，加入到反應(yīng)器中，再向其中加入酸性介質(zhì)作為溶劑，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)1 ~ 5 h。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入水淬滅反應(yīng)，再用10％氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至8 ~ 10，析出固體。然后進(jìn)行抽濾，濾餅用水洗至中性，干燥，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，得到可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針MQ。

步驟三中所述的酸性介質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)選為質(zhì)量百分濃度為98%的濃硫酸、質(zhì)量百分濃度為65 ~ 68%的濃硝酸、冰乙酸或苯甲酸。

本發(fā)明的合成過程可用下面的式子表示：

本發(fā)明提供了一種在水相體系中，pH為6.5 ~ 7.4的環(huán)境內(nèi)，具有高選擇性、高靈敏性且不受其他金屬離子干擾的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針。該熒光探針能選擇性識(shí)別Hg²⁺，不受K⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Al³⁺ 和Fe³⁺等其他金屬離子的干擾，熒光分子-Hg²⁺絡(luò)合物可以用來對(duì)S^2–進(jìn)行識(shí)別檢驗(yàn)，完成該熒光分子探針的可逆(off-on-off)熒光信號(hào)響應(yīng)，不受其他陰離子AcO^–、Cl^–、H₂PO₄^–、HCO^3–、CO₃^2–、HPO₄^2–、HSO₃^–、NO₂^–、Br^–、SO₃^2–、SO₄^2–、BrO₃^–和PO₄^3–的干擾。

附圖說明

圖1是試驗(yàn)1制備的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針對(duì)不同金屬離子的熒光發(fā)射光譜圖。

圖2是試驗(yàn)1制備的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針在其他金屬離子存在的情況下，Hg²⁺熒光探針的熒光發(fā)射光譜圖。

圖3是試驗(yàn)1制備的該可逆熒光分子-Hg²⁺絡(luò)合物對(duì)不同的陰離子的熒光發(fā)射光譜圖。

圖4是試驗(yàn)1制備的該可逆熒光分子-Hg²⁺絡(luò)合物在其他陰離子存在的情況下，S^2–熒光探針的熒光發(fā)射光譜圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的結(jié)構(gòu)式為：

具體實(shí)施方式二：具體實(shí)施方式一的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

一、中間體化合物的合成：

將菲醌、5-硝基水楊醛和乙酸銨按照1 : 1.5 : 2摩爾比加入到反應(yīng)器中，再加入冰乙酸作為溶劑，升溫至80 ~ 110℃并攪拌6 ~ 12 h后，冷卻至室溫，向反應(yīng)器中加入水，再用10％的氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至8 ~ 10，抽濾，得到黃色固體。干燥后，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，再抽濾、干燥，得到中間體化合物；

二、中間體化合物的合成：

稱取2.0 mmol中間體化合物和 0.35 g 雷尼鎳加入到反應(yīng)器中，再加入乙醇作為溶劑，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在攪拌條件下，滴加7.5 mL質(zhì)量百分濃度為80%的水合肼溶液，滴加完畢后，升溫至50 ~ 80℃，反應(yīng)5 ~ 10 h，冷卻至室溫，抽濾，用乙酸乙酯洗滌，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除濾液后，得到褐色固體并烘干。再用乙酸乙酯重結(jié)晶，再抽濾、干燥，得到中間體化合物；

三、Hg²⁺熒光探針的合成：

按照1 : 1 ~ 3的摩爾比稱取中間體化合物和水楊醛，加入到反應(yīng)器中，再加入酸性介質(zhì)為溶劑，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)1 ~ 5 h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入水淬滅反應(yīng)，再用10％氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至8 ~ 10，析出固體，然后進(jìn)行抽濾，濾餅用水洗至中性，干燥，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，得到可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同的是步驟三中所述的酸性介質(zhì)為質(zhì)量百分濃度為98%的濃硫酸、質(zhì)量百分濃度為65 ~ 68%的濃硝酸、冰乙酸或苯甲酸。

其它與具體實(shí)施方式二相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二或三不同的是步驟一中的反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為10 h。其它與具體實(shí)施方式二或三相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至四之一不同的是步驟一中的pH值至9。其它與具體實(shí)施方式二至四之一相同。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至五之一不同的是步驟二中反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為8 h。其它與具體實(shí)施方式二至五之一相同。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至六之一不同的是步驟三中常溫?cái)嚢璺磻?yīng)3 h。其它與具體實(shí)施方式二至六之一相同。

具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至七之一不同的是步驟三中pH值為9。其它與具體實(shí)施方式二至七之一相同。

具體實(shí)施方式九：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至八之一不同的是步驟三中反應(yīng)物的摩爾比為1 : 3。

用以下實(shí)例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：

試驗(yàn)1：本試驗(yàn)的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

一、中間體化合物的合成：

稱取菲醌5 mmol、5-硝基水楊醛7.5 mmol、乙酸銨10 mmol加入到50 mL的三口瓶中，并向其中加入25 mL的冰乙酸作為溶劑，升溫至110℃，并不斷攪拌，在反應(yīng)過程中，用TLC跟蹤檢測(cè) (展開劑為乙酸乙酯和石油醚，V_{(乙酸乙酯)}：V_(石油醚) = 3 : 7) ，反應(yīng)進(jìn)行10 h后，反應(yīng)基本完全，停止反應(yīng)，冷卻至室溫，在三口瓶?jī)?nèi)加入50 mL水，并置于200 mL的燒杯中，用10％的氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至9，抽濾，得到黃色固體，干燥；干燥后，再溶于24 mL的乙酸乙酯中，加熱攪拌1 h后，冷卻至室溫，有大量固體析出，抽濾、干燥，得到中間體化合物；

本步驟得到的中間體化合物的產(chǎn)率為80%，熔點(diǎn)：>300℃。用紅外光譜、核磁氫譜和核磁碳譜表征該中間體化合物，得到的結(jié)果如下：

IR (KBr, cm^–1): 3326, 3080, 1595, 1479, 1332, 1299, 760, 725. ¹H NMR ( 600 MHz , DMSO ) δ: 14.33 (s, H, OH )，9.28 (s, H, NH )，8.90 (d, J = 8.40 Hz , 2H, ArH )，8.53(d, J = 7.80 Hz, 2H, ArH), 8.25 (d, J = 8.40 Hz , H, ArH), 7.80 (t, J = 7.20 Hz, 3H, ArH), 7.71 (t, J = 7.80 Hz, 2H, ArH), 7.26(d, J = 9.0 Hz, H, ArH). ¹³C NMR (150 MHz, DMSO) δ: 163.4, 147.7, 140.2, 128.5, 128.5, 128.4, 128.4, 127.9, 127.9, 127.9, 126.7, 126.6, 126.6, 124.5, 124.5, 124.5, 122.5, 122.5, 122.5, 118.5, 113.5.

從表征結(jié)果知該中間體化合物的結(jié)構(gòu)式為

。

二、中間體化合物的合成：

在50 mL的三口燒瓶中加入2.0 mmol中間體化合物、0.35 g雷尼鎳和30 mL的乙醇溶劑，在通入2 min氮?dú)夂螅瑪嚢?，并用恒壓滴液漏斗慢慢滴?.5 mL質(zhì)量百分濃度為80%的水合肼溶液，滴加完畢后，升溫至80℃回流反應(yīng)5 h后，用TLC跟蹤檢測(cè)（展開劑為V_{(乙酸乙酯)}：V_(石油醚) = 3 : 7），反應(yīng)基本完全，冷卻至室溫后，抽濾，用乙酸乙酯洗滌五次，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濾液，得到褐色固體并干燥。再用乙酸乙酯重結(jié)晶，加熱攪拌2 h后，冷卻至室溫，有大量固體析出，抽濾、干燥，中間體化合物。

本步驟得到的中間體化合物的產(chǎn)率為75%，熔點(diǎn)：>300℃；

用紅外光譜、核磁氫譜和核磁碳譜進(jìn)行表征，得到的結(jié)果如下：

IR (KBr, cm^–1): 3377, 3318, 3207, 3067, 1616, 1547, 1499, 1249, 749, 719, 580. ¹H NMR ( 600 MHz , DMSO ) δ:13.60 (s, H, OH), 12.24 (s, H, NH), 8.89 (dd, J = 8.40 Hz, 2H, ArH), 8.64 (d, J = 7.80 Hz, H, ArH),8.49 (d, J = 7.80 Hz, H, ArH), 7.78 (m, J = 7.80 Hz, 2H, ArH), 7.69 (t, J = 7.80 Hz, 2H, ArH), 7.44 (s, H, ArH), 6.84 (t, J = 7.80 Hz, H, ArH), 6.74 (d, J = 8.40Hz, H, ArH). ¹³C NMR (150 MHz, DMSO) δ: 170.8, 150.4, 149.5, 141.3, 134.8, 128.3, 128.1, 127.9, 127.7, 126.7, 126.2, 126.0, 124.6, 124.4, 122.7, 122.5, 122.2, 119.2, 118.0, 113.2, 110.7.

從表征結(jié)果知該中間體化合物的結(jié)構(gòu)式為

。

三、Hg²⁺熒光探針的合成：

依次向三口瓶中加入0.65 g（2.0 mmol）中間體化合物、0.24 g（2.0 mmol）水楊醛，再將20 mL的冰乙酸加入三口瓶中作為溶劑，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)2 h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入水淬滅反應(yīng)，再置于200 mL的燒杯中，用10％氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至10，然后進(jìn)行抽濾，濾餅水洗至中性，干燥，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，收集固體，干燥后，得到雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針。本步驟中，雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的產(chǎn)率為68%。

雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的熔點(diǎn)為285 ~ 286℃。熔程為1℃,說明純度較高，質(zhì)量百分純度大于95%。

用紅外光譜及核磁共振譜進(jìn)行表征，得到的結(jié)果如下：

IR (KBr, cm^–1): 3231, 3200, 3058, 2926, 1662, 1614, 1499, 1280, 754, 723, 631. ¹H NMR ( 600 MHz , DMSO ) δ:13.80 (s, H, OH ), 13.32 (s, H, NH ), 13.30 ( s, H, OH ), 9.07 ( s, H, ArH), 8.90 ( dd, J = 7.80 Hz, 2H, ArH), 8.58 ( d, J = 7.80 Hz, H, ArH), 8.51 (d, J = 7.80 Hz, H, ArH), 8.35 (s, H, ArH), 7.81 (m, J = 6.60 Hz, 2H, ArH), 7.75 (s, H, ArH), 7.68 ( d, J = 7.20 Hz, 2H, ArH), 7.29 ( d, J = 9.0 Hz, H, ArH), 7.42 (t, J = 7.20 Hz, H, ArH), 7.19 ( d , J = 9.0 Hz, H, ArH) ,7.01 (t , J = 6.60 Hz, H, ArH). ¹³C NMR (150 MHz, DMSO) δ: 162.8, 162.8, 161.9, 160.7, 157.2, 149.2, 140.2, 133.4, 132.7, 128.5, 128.2, 128.1, 127.8, 126.9, 126.5, 126.3, 125.9, 124.8, 124.4, 123.2, 122.7, 122.3, 122.2, 120.6, 119.9, 119.7, 118.7, 117.1,113.7.

從以上的表征結(jié)果可知，可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的結(jié)構(gòu)式為：

。

將本試驗(yàn)制備的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針進(jìn)行光譜性能測(cè)試，步驟如下：

一、儲(chǔ)備液的配置

將可逆雙羥基菲并咪唑熒光探針以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）為溶劑配制成濃度為1.0×10^–4 mol/L的主體儲(chǔ)備液，備用；

陽(yáng)離子儲(chǔ)備液的配制：用金屬氯化鹽和硝酸鹽配制成濃度為0.10 mol/L的陽(yáng)離子儲(chǔ)備液，備用；

陰離子儲(chǔ)備液的配制：用非金屬鉀鹽和鈉鹽配制成濃度為0.10 mol/L的陰離子儲(chǔ)備液，備用；

HEPES緩沖溶液：秤取0.60 g 的N-2-羥乙基哌嗪-N’-2-乙磺酸加入250 mL的容量瓶中，用蒸餾水定容，配成0.01 mol/L的溶液并搖勻，靜止3 h后，用氫氧化鈉溶液調(diào)pH值，配成pH值為7.4緩沖溶液。搖勻，備用。

二、光譜性能測(cè)試

向10.0 mL的容量瓶中加入濃度為1.0×10^–4 mol/L的主體儲(chǔ)備液1.0 mL，再加入濃度為0.10 mol/L的待測(cè)金屬離子，用濃度為0.01 mol/L、pH = 7.4的HEPES緩沖溶液定容。此時(shí)，主體與Hg²⁺摩爾濃度比為 1 : 10。恒溫2 h后，進(jìn)行熒光發(fā)射光譜的測(cè)試。

先考察可逆雙羥基菲并咪唑熒光探針對(duì)金屬離子的選擇性識(shí)別，選用的溶劑為體積比是1:1的DMF/HEPES的混合溶液（其中，HEPES緩沖溶液的濃度為0.01 mol/L，pH = 7.4）并在激發(fā)波長(zhǎng)為315 nm，激發(fā)狹縫寬度為15 nm的情況下，測(cè)定濃度為1.0×10^-5 mol/L的主體化合物的熒光強(qiáng)度。再向主體化合物中分別加入濃度為0.10 mol/L 的K⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Al³⁺和Hg²⁺金屬離子，并分別測(cè)定熒光發(fā)射光譜，結(jié)果如圖1所示。從圖1中可知，主體的熒光發(fā)射波長(zhǎng)為495 nm，熒光強(qiáng)度為4 a.u.。加入不同金屬離子后，可以看出K⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Al³⁺ 和Fe³⁺與對(duì)主體的熒光強(qiáng)度影響不大，強(qiáng)度均在4 a.u.左右。而加入Hg²⁺時(shí)，熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)為43 a.u.，增強(qiáng)程度為主體熒光強(qiáng)度的10倍。因此，從熒光發(fā)射光譜可以初步推測(cè)，主體化合物對(duì)Hg²⁺具有選擇識(shí)別特性。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證本試驗(yàn)制備的可逆雙羥基菲并咪唑熒光探針對(duì)Hg²⁺具有選擇性識(shí)別的特性，以體積比是1:1的DMF/HEPES的混合溶液（其中，HEPES緩沖溶液的濃度為0.01 mol/L，pH = 7.4）為溶劑，配制濃度為1.0×10^-5 mol/L的主體溶液，在主體溶液中分別加入濃度為0.10 mol/L的K⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Al³⁺和Fe³⁺ 金屬離子溶液。充分混合后靜置5 min，再分別加入0.10 mol/L的Hg²⁺后混合均勻。此時(shí)，主體化合物、金屬離子、Hg²⁺三者的摩爾濃度比為1 : 10 : 10。恒溫2 h后，在激發(fā)波長(zhǎng)為315 nm，激發(fā)狹縫寬度為15 nm的情況下，對(duì)其進(jìn)行熒光發(fā)射光譜的測(cè)試。得到的熒光發(fā)射光譜強(qiáng)度結(jié)果如圖2所示。在其他金屬離子（K⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Al³⁺和Fe³⁺）存在的情況下，Hg²⁺與其他金屬離子共存時(shí)，主體化合物與汞離子識(shí)別的熒光強(qiáng)度并不受其他金屬離子的影響。也就是說，其他金屬離子的存在并不干擾主體化合物對(duì)Hg²⁺識(shí)別。因此，圖2即可以證明主體化合物對(duì)Hg²⁺具有選擇識(shí)別特性。又可以說明其他金屬離子對(duì)主體化合物識(shí)別Hg²⁺無影響。

為了考查熒光分子-Hg²⁺絡(luò)合物對(duì)陰離子的選擇性識(shí)別，以體積比是1:1的DMF/HEPES的混合溶液（其中，HEPES緩沖溶液的濃度為0.01 mol/L，pH = 7.4）為溶劑，配制主體化合物溶液，在主體化合物溶液中加入0.10mol/L的Hg²⁺，再分別加入濃度為0.10 mol/L的AcO^–、Cl^–、H₂PO₄^–、HCO^3–、CO₃^2–、HPO₄^2–、HSO₃^–、S^2–、NO₂^–、Br^–、SO₃^2–、SO₄^2–-、BrO₃^–、PO₄^3–對(duì)其進(jìn)行熒光發(fā)射光譜的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如圖3所示，從圖3可以看出，其他陰離子的加入對(duì)該熒光探針識(shí)別Hg²⁺幾乎無影響，但加入S^2–后熒光強(qiáng)度從43 a.u.減小至4 a.u.左右，說明熒光分子-Hg²⁺絡(luò)合物對(duì)S^2–具有選擇性識(shí)別作用，完成該熒光分子探針的可逆(off-on-off)熒光信號(hào)響應(yīng)。

再考察熒光分子-Hg²⁺絡(luò)合物對(duì)S^2–具有選擇性識(shí)別特性，選用的溶劑為體積比是1:1的DMF/HEPES的混合溶液（其中，HEPES緩沖溶液的濃度為0.01 mol/L，pH = 7.4）為溶劑，配制濃度為1.0×10^-5 mol/L的主體溶液，在主體溶液中分別加入濃度為0.10 mol/L的AcO^-、Cl^-、H₂PO₄^-、HCO3^-、CO₃^2-、HPO₄^2-、HSO₃^-、F^-、NO₂^-、NO₃^-、Br^-、SO₃^2-、SO₄^2-、BrO₃^-、PO₄^3-陰離子溶液，再分別加入0.10mol/L的S^2–后混合均勻。隨后對(duì)其進(jìn)行熒光發(fā)射光譜的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如圖4所示，在其他陰離子（AcO^–、Cl^–、H₂PO₄^–、HCO^3–、CO₃^2–、HPO₄^2–、HSO₃^–、NO₂^–、Br^–、SO₃^2–、SO₄^2–-、BrO₃^–和PO₄^3–）存在的情況下，與其他陰離子共存時(shí)，主體化合物- Hg²⁺對(duì)S^2–識(shí)別的熒光強(qiáng)度并不受其他陰離子的影響。也就是說，其他陰離子的存在并不干擾S^2–的識(shí)別。因此，圖4既可以證明主體化合物-Hg²⁺絡(luò)合物對(duì)S^2–具有專一識(shí)別特性，完成該熒光分子探針的可逆 (off-on-off) 熒光信號(hào)響應(yīng)，又可以說明其他陰離子對(duì)主體化合物-Hg²⁺識(shí)別S^2–無影響。

這個(gè)結(jié)果在主體化合物的實(shí)際應(yīng)用中具有重要的意義。

本試驗(yàn)制備的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針，通過以上試驗(yàn)說明在以體積比是1:1的DMF/H₂O的混合溶液（HEPES緩沖溶液的濃度為0.01 mol/L，pH = 7.4）為溶劑的體系中，該主體化合物對(duì)Hg²⁺有選擇性識(shí)別的作用，而對(duì)其他金屬離子無識(shí)別特性，且與其他金屬離子共存時(shí)，不干擾該化合物識(shí)別Hg²⁺。該熒光分子-Hg²⁺絡(luò)合物還可以對(duì)S^2–進(jìn)行選擇性識(shí)別，即使與其他陰離子共存時(shí)也不干擾其識(shí)別S^2–。

試驗(yàn)2：本試驗(yàn)與試驗(yàn)1不同的是試驗(yàn)1的步驟三用以下的操作代替：依次向三口瓶中加入中間體化合物 0.65 g（2.0 mmol）、水楊醛 0.31 g（2.5 mmol）和20 mL的98%的濃硫酸作為溶劑，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入水淬滅反應(yīng)，并置于200 mL的燒杯中，用10％氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至10，然后進(jìn)行抽濾，濾餅水洗至中性，干燥，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，收集固體，干燥后得到可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針。本試驗(yàn)得到的雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的結(jié)構(gòu)式為：

，產(chǎn)率為40%。

試驗(yàn)3：本試驗(yàn)與試驗(yàn)1不同的是試驗(yàn)1的步驟三用以下的操作代替：依次向三口瓶中加入中間體化合物 0.65 g（2.0 mmol）、水楊醛 0.34 g（2.8 mmol），和25 mL的苯甲酸作為溶劑，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)3.5 h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入水淬滅反應(yīng)，并置于200 mL的燒杯中，用10％氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至9，然后進(jìn)行抽濾，濾餅水洗至中性，干燥，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，收集固體，干燥后得到可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針。本試驗(yàn)得到的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的結(jié)構(gòu)式為：

，產(chǎn)率為50%。

試驗(yàn)4：本試驗(yàn)與試驗(yàn)1不同的是試驗(yàn)1的步驟三用以下的操作代替：依次向三口瓶中加入中間體化合物 0.65 g（2.0 mmol）、水楊醛 0.37 g（3.0 mmol），和15 mL的65%的濃硝酸作為溶劑，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)5 h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入水淬滅反應(yīng)，并置于200 mL的燒杯中，用10％氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至10，然后進(jìn)行抽濾，濾餅水洗至中性，干燥，再用乙酸乙酯重結(jié)晶，收集固體，干燥后得到可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針。本試驗(yàn)得到的可逆雙羥基菲并咪唑Hg²⁺熒光探針的結(jié)構(gòu)式為：

，產(chǎn)率為45%。