具有aie效应的二氰基亚甲基-4h-吡喃分子、构建方法及应用
阅读说明：本技术 具有aie效应的二氰基亚甲基-4h-吡喃分子、构建方法及应用 (dicyanomethylene-4H-pyran molecule with AIE effect, construction method and application ) 是由 刘培念 李登远 王恒 李世文 王婕 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供了基于DM的具有AIE效应的荧光团F1-F5以及Cu～(2+)荧光探针FP1,基于二氰基亚甲基-4H-吡喃(DM)的衍生物常表现为荧光淬灭效应,本发明通过对其官能团化,公开了五种具有聚集诱导发光(AIE)性质的荧光团(F1-F5),及以F1为基础的铜离子荧光探针(FP1)的制备方法和应用。本发明将作为识别基团的三联吡啶与F1偶联生成了荧光探针FP1。在含水量为90％的THF-H-(2)O的混合溶液中,探针FP1表现出较强的荧光发射,加入含有Cu～(2+)的水溶液时,三联吡啶与之络合,导致荧光淬灭。该探针在水溶液中Cu～(2+)的检测方面具有一定的应用价值。(The present invention provides DM-based fluorophores F1-F5 with AIE effect and Cu 2+ The invention discloses a fluorescent probe FP1, a derivative based on dicyanomethylene-4H-pyran (DM) usually shows a fluorescence quenching effect, five fluorophores (F1-F5) with aggregation-induced emission (AIE) properties by functionalizing the fluorescent probe FP1, and a preparation method and application of a copper ion fluorescent probe (FP1) based on F1. In the invention, a terpyridine serving as a recognition group is coupled with F1 to generate a fluorescent probe FP 1. THF-H at a water content of 90% 2 In the mixed solution of O, the probe FP1 shows stronger fluorescence emission, and Cu is added 2+ In the case of aqueous solution of (A), terpyridine is complexed with the terpyridineAnd combined, resulting in fluorescence quenching. The probe is Cu in an aqueous solution 2+ The detection aspect of (2) has certain application value.)
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及五种具有AIE效应的化合物、合成方法和一种用于检测金属离子的荧光探针。具体地说，本发明是涉及基于DM的荧光骨架(F1-F5)的构建和以三联吡啶作为识别基团的荧光探针(FP1)构建和应用。
背景技术
Cu2+可以作为部分酶的组成部分或作为催化剂参与酶促生化反应，在许多生理过程中起着重要的作用，是生命活动必须的微量元素之一。长期缺铜会影响机体的正常工作，特别是中性粒细胞和巨噬细胞，进而可导致罹患白血病；而过量Cu2+于体内富集毒性又极大，会导致老年痴呆等神经系统疾病。
铜污染来源主要是铜锌矿的开采及后续加工等。生产废料在风化、酸化和降雨的作用下继续污染土壤和水系。Cu2+是影响渔业发展的常见的污染物，其毒性将威胁许多水生生物的生存。含铜废水灌溉农田会使铜在土壤和农作物中累积，最终进入人类的食物循环，进而给人类健康带来威胁。
Cu2+常规检测包括原子吸收(发射)光谱法、毛细管电泳法等。但由于这些广谱的检测方法往往都需要置办昂贵且笨重的仪器，对现场检测以及在线跟踪监测并不适用，并且分离检测所需时间一般比较长，灵活度及性价比偏低。所以，设计开发一种快速、简便和可靠的Cu2+检测办法势在必行。
二氰基亚甲基-4H-吡喃(DM)的衍生物由于具有典型的供体-π-受体(D-π-A)结构，容易发生分子内超快的电荷转移(ICT)过程。但由于较强的面面堆积，常表现为聚集荧光淬灭效应，导致应用受限。若能够对其进行官能团化，或许可以减轻其堆积作用，实现具有聚集诱导发光效应(AIE)。
发明内容
本发明基于上述问题进行，提供了基于DM的具有AIE效应的荧光团F1-F5以及Cu2+荧光探针FP1、其制备方法和应用。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明第一方面，提供了一种基于DM的具有AIE效应的荧光团F1-F5，以及Cu2+荧光探针FP1，所述的DM、F1-F5、FP1的结构式如式1所示：
本发明的第二方面，提供了上述F1-F5、FP1的制备方法，包括如下步骤：
a)在氩气条件下，将DM、对(三甲基硅基乙炔基)苯甲醛、甲醇钠溶于无水甲醇中；
b)将所得溶液加热至70～85℃，反应3～12h；
c)反应结束后将反应液倒入冰水中，加稀盐酸至溶液pH为4，用DCM多次萃取合并后干燥，减压蒸馏得到固体，柱层析分离得到F1；
d)重复步骤a)b)c)，分别用对乙烯基苯甲醛和苯甲醛替换对(三甲基硅基乙炔基)苯甲醛，分别制得F2与F3；
e)在Ar气环境中，将邻碘苯甲醇，PdCl2(PPh3)2，CuI溶于重蒸三乙胺和重蒸四氢呋喃中，几分钟后加入F1，并于室温搅拌，TLC监测反应进程；
f)反应完全后，加入适量的饱和NH4Cl溶液淬灭反应，用DCM多次萃取合并后干燥，减压蒸馏除去溶剂后，柱层析分离得到F4；
g)重复步骤e)及f)，用邻甲氧基甲基碘苯代替邻碘苯甲醇，制备得到F5；
h)将对碘苯甲醛和2-乙酰吡啶溶于乙醇中，搅拌至固体完全溶解；
i)将强碱和氨水加入步骤h)所得的混合溶液中，搅拌回流24h，待反应完全后，冷却至室温，抽滤得到固体，再用无水Et2O洗涤几次，得到如下式2所示中间产物I-Py：
j)氩气条件下，将步骤i)所得的中间体I-Py、PdCl2(PPh3)2、CuI溶于三乙胺中，几分钟后加入F1，室温进行反应；反应完全后，加入适量的饱和NH4Cl溶液淬灭反应，加入DCM多次萃取后，减压蒸馏除去溶剂，用三氧化铝柱层析分离得到橙色固体，即为FP1。
优选的，步骤a)所述DM、对(三甲基硅基乙炔基)苯甲醛、甲醇钠的摩尔比为1：1.2：6；溶液加热温度为70℃，反应时间为3h。
优选的，步骤c)和步骤f)中，加入DCM萃取三次，合并产物后，加入无水Na2SO4干燥。
优选的，步骤e)所述F1、邻碘苯甲醇、PdCl2(PPh3)2、CuI的摩尔比为1：1.3：0.04：0.04；
优选的，步骤h)所述对碘苯甲醛和2-乙酰吡啶的摩尔比为1：2。
优选的，步骤i)中所用强碱为氢氧化钾，所述的氢氧化钾的摩尔量为对碘苯甲醛的1.2倍；氨水浓度为25％，用量与乙醇用量相同，添加时，分少量多次、缓慢加入至溶液中。
优选的，步骤j)所述中间体I-Py与F1的摩尔比为1：1.1，PdCl2(PPh3)2和CuI用量均为1％mmol。
优选的，步骤c)所述柱层析淋洗剂为二氯甲烷和石油醚，体积比为1：1；步骤f)中使用的柱层析淋洗剂为二氯甲烷和石油醚，体积比为2：1.步骤j)中使用的柱层析淋洗剂为二氯甲烷和甲醇，体积比为100：1。
本发明上文所述荧光探针FP1合成路线如下：
本发明的第三方面，提供了上述荧光团F1-F5以及荧光探针FP1的应用，具体包括荧光团F1-F5在制备基于AIE效应检测试剂中的应用，以及荧光探针FP1在制备Cu2+检测试剂中的应用，FP1与铜离子选择性络合，从而应用于检测环境中的铜离子。
本发明的机理如下：
二氰基亚甲基-4H-吡喃(DM)光物理性质优秀：发射波长可调节，荧光量子产率高，光稳定性好等，但其大多数衍生物在溶液中发生聚集时，相邻发光体的芳香环分子间地π-π堆积相互作用强烈，这种聚集体受到激发后，其激发态通常通过非辐射通道衰变或弛豫回到基态，这就会导致不同程度的聚集荧光淬灭(ACQ)现象。本发明通过修饰DM获得了荧光团F1-F5，在fw＝90％的THF-H2O混合溶液中。除F3外，均表现出较强的AIE效应，将F1与识别基团三联吡啶连接，得到了荧光探针FP1，该探针与Cu2+选择性络合后，荧光淬灭，因此可用于溶液中Cu2+的选择性检测。
此外本发明中的FP1检测Cu2+时，有机溶剂THF用量小(约10％)，溶液中其他常见的阴阳离子对铜离子检测几乎没有影响。
附图说明
图1为F1(10μM)在梯度fw混合溶液中的紫外吸收光谱；
图2为F1(10μM)在梯度fw混合溶液中的荧光发射光谱；
图3为F2(10μM)在梯度fw混合溶液中的紫外吸收光谱；
图4为F2(10μM)在梯度fw混合溶液中的荧光发射光谱；
图5为F3(10μM)在梯度fw混合溶液中的紫外吸收光谱；
图6为F3(10μM)在梯度fw混合溶液中的荧光发射光谱；
图7为F4(10μM)在梯度fw混合溶液中的紫外吸收光谱；
图8为F4(10μM)在梯度fw混合溶液中的荧光发射光谱；
图9为F5(10μM)在梯度fw混合溶液中的紫外吸收光谱；
图10为F5(10μM)在梯度fw混合溶液中的荧光发射光谱；
图11为FP1(10μM)在梯度fw混合溶液中的紫外吸收光谱；
图12为FP1(10μM)在梯度fw混合溶液中的荧光发射光谱；
图13为加入各种阳离子后，FP1(10μM)在fw＝90％的THF-H2O混合溶液中的荧光发射光谱；
图14为加入各种阴离子后，FP1(10μM)在fw＝90％的THF-H2O混合溶液中的荧光发射光谱；
图15为加入梯度当量铜离子后，FP1(10μM)在fw＝90％的THF-H2O混合溶液中的荧光发射光谱；
图16为加入梯度当量铜离子后，612nm处FP1(10μM)的荧光强度变化曲线；
图17为612nm处Cu2+浓度与荧光改变量(F0-F)的关系曲线。
具体实施方式
下面对本发明的实施案例作详细说明。本实施案例在本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施案例。
根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本发明的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本发明的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本发明实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。
为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。
本实施例的一种基于DM的具有AIE效应的荧光团F1-F5，荧光淬灭型Cu2+荧光探针FP1的化学结构式如式1所示。
荧光团F1-F5、荧光淬灭型Cu2+荧光探针FP1采用以下步骤合成：
F1的制备：取一干燥的100mL的Schleck瓶，Ar气保护下，加入DM(2.0mmol,416mg)，对(三甲基硅基乙炔基)苯甲醛(2.4mmol,485.5mg)，甲醇钠(12.0mmol,648.1mg)，抽换气一次后加入无水甲醇12mL，加热至70℃反应3h。TLC监测反应进程，确认反应结束后，将反应液倒入冰水中，加稀盐酸至溶液pH＝4，用DCM萃取(3×30mL)，合并后加入无水Na2SO4干燥，减压蒸馏得到固体，柱层析分离产物。展开剂PE:DCM＝1:1。得到501mg黄色固体，产率为77％。
F2的制备：取一干燥的100mL的Schleck瓶，Ar气保护下，将化合物DM(0.5mmol,104mg)，对乙烯苯甲醛(0.55mmol,73mg)溶于2mL无水乙腈中，再加入0.05mL哌啶，加热至85℃搅拌12h。TLC监测反应进程，反应结束后，减压蒸馏除去MeCN，柱层析分离得到150mg黄色固体，展开剂PE:DCM＝2:1，产率93％。
F3的制备：取一干燥的100mL的Schleck瓶，Ar气保护下，将化合物DM(0.5mmol,104mg)，苯甲醛(0.55mmol,58mg)溶于2mL无水乙腈中，再加入0.05mL哌啶，加热至85℃搅拌12h。TLC监测反应进程，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，柱层析分离得到48mg黄色固体，展开剂PE:DCM＝2:1，产率32％。
F4的制备：取一干燥的50mL的Schleck瓶，在Ar气环境中，加入邻碘苯甲醇(1.47mmol,345mg)，PdCl2(PPh3)2(0.045mmol,32mg)，CuI(0.045mmol,8mg)，15mL重蒸三乙胺，10mL重蒸THF。5min后加入F1(1.13mmol,363mg)，室温搅拌12h，TLC监测反应进程。反应完全后，加入适量的饱和NH4Cl溶液淬灭反应，加入DCM萃取(3×30mL)，合并后加入无水Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂后，柱层析分离得到粉红色固体410mg。展开剂DCM:PE＝2:1。产率为85％。
F5的制备：取一干燥的25mL的Schleck瓶，在Ar气环境中，加入邻碘甲基苯甲醚(0.12mmol,30mg)，PdCl2(PPh3)2(0.004mmol,3mg)，CuI(0.004mmol,1mg)，5mL重蒸三乙胺，5mL重蒸THF。5min后加入F1(0.1mmol,32mg)，室温反应12h，TLC监测反应。确认反应完全后，加入适量的饱和NH4Cl溶液淬灭反应，加入DCM萃取(3×30mL)，合并后加入无水Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂，柱层析分离得到橘红色固体24mg，展开剂DCM:PE＝1:1。，产率为55％。
中间体I-Py的制备：取干燥的250mL的三口烧瓶，加入对碘苯甲醛(10.0mmol,1.16g)，2-乙酰吡啶(20mmol,1.22g)，加入50mL乙醇并搅拌至固体完全溶解，将KOH(12.0mmol,0.78g)，50mL氨水(25％)少量多次、缓慢地加入到溶液中，搅拌回流24h，TLC监测反应进程。待反应完全后，将烧瓶冷却至室温，抽滤得到的悬浊液，再用无水Et2O洗涤三次，得到淡黄色固体1.235g，产率57％。
探针FP1的合成：取一干燥的50mL的Schleck瓶，Ar气保护下，加入I-Py(0.34mmol,147.0mg)，PdCl2(PPh3)2(0.01mmol,8mg)，CuI(0.01mmol,2mg)，10mL重蒸三乙胺，10mL无水THF。5min后加入F1(0.28mmol,90mg)，室温反应12h，TLC监测反应进程。反应完全后，加入适量的饱和NH4Cl溶液淬灭反应，加入DCM萃取(3×30mL)，合并后用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂，用三氧化铝柱层析分离得到橙色固体126mg。展开剂DCM:MeOH＝100:1。产率为72％。
分别将F1-F5、I-Py、PF1进行核磁以及质谱测试，测试结果如下：
F1:1H NMR(400MHz,CDCl3,25℃)：δ8.93(d,J＝8.4Hz,1H),7.76(t,J＝7.6Hz,1H),7.61(d,J＝16.0Hz,1H),7.57(s,5H),7.47(t,J＝8.1Hz,1H),6.90(s,1H),6.84(d,J＝15.9Hz,1H),3.23(s,1H).13C NMR(151MHz,CDCl3,25℃)：δ157.0,152.7,152.3,137.7,134.9,134.8,132.8,127.7,126.1,125.9,124.1,119.8,118.6,117.8,116.6,107.4,83.1,79.7.HRMS(EI,TOF):calcd for C22H12N2O+[M]+:320.0944,found:320.0949.
F2:1H NMR(400MHz,CDCl3,25℃)：δ8.92(d,J＝8.4,Hz,1H),7.75(t,J＝7.8Hz,1H),7.62(d,J＝16.0Hz,1H),7.57(d,J＝8.3Hz,3H),7.50-7.43(m,3H),6.88(s,1H),6.82(d,J＝16.0Hz,1H),6.75(dd,J＝17.6,10.9Hz,1H),5.86(d,J＝17.6Hz,1H),5.37(d,J＝10.8Hz,1H).13C NMR(101MHz,CDCl3,25℃)：δ157.5,152.9,152.4,139.9,138.5,136.1,134.8,134.1,132.5,128.4,127.0,126.1,125.9,118.7,118.5,117.9,116.9,115.8,107.1,107.0,62.9.HRMS(EI,TOF):calcd for C22H14N2O+[M]+:322.1101,found:322.1109.
F3:1H NMR(400MHz,CDCl3,25℃)：δ8.93(d,J＝8.4Hz,1H),7.76(t,J＝7.0Hz,1H),7.65(d,J＝16.0Hz,1H),7.62-7.56(m,3H),7.50-7.40(m,4H),6.89(s,1H),6.84(d,J＝16.0Hz,1H).13C NMR(151MHz,CDCl3,25℃)：δ157.5,153.0,152.4,139.0,134.8,134.7,130.7,129.3,128.1,126.1,125.9,118.8,117.9,116.9,115.8,107.1,107.0,63.0.HRMS(EI,TOF):calcd for C20H12N2O+[M]+:296.0944,found:296.0949.
F4:1H NMR(400MHz,CDCl3,25℃)：δ8.93(d,J＝8.4Hz,1H),7.77(t,J＝7.6Hz,1H),7.60(m,7H),7.52(d,J＝7.6Hz,1H),7.48(t,J＝7.5Hz,1H),7.41(t,J＝7.1Hz,1H),7.32(t,J＝7.6Hz,1H),6.91(s,1H),6.87(d,J＝16.0Hz,1H),4.95(d,J＝6.3Hz,2H),2.03(t,J＝6.4Hz,1H).13C NMR(151MHz,CDCl3,25℃)：157.2,152.5,137.9,134.9,132.5,132.4,129.3,128.1,127.8,127.5,126.2,126.0,121.1,119.7,118.8,118.0,115.7,107.5,89.6,64.1.HRMS(EI,TOF):calcd for C29H18N2O2 +[M]+:426.1363,found:426.1367.
F5:1H NMR(400MHz,CDCl3,25℃)：δ8.93(d,J＝8.2Hz,1H),7.76(t,J＝7.9Hz,1H),7.65-7.54(m,7H),7.53-7.44(m,2H),7.39(t,J＝7.3Hz,1H),7.30(t,J＝7.5Hz,1H),6.91(s,1H),6.85(d,J＝16.0Hz,1H),4.72(s,2H),3.50(s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3,25℃)：δ157.2,152.9,152.4,140.2,138.0,134.9,132.3,127.0,127.8,127.6,126.2,126.0,125.5,118.8,118.0,116.8,115.8,90.0,72.8,58.8.HRMS(EI,TOF):calcd for C30H20N2O2 +[M]+:440.1519,found:440.1527.
I-Py：1H NMR(400MHz,CDCl3,25℃)：δ8.73(d,J＝3.5Hz,2H),8.69(s,2H),8.67(d,J＝8.0Hz,2H),7.88(td,J＝7.7,1.6Hz,2H),7.84(d,J＝8.4Hz,2H),7.64(d,J＝8.4Hz,2H),7.37(d,J＝5.4Hz,1H),7.35(d,J＝5.0Hz,1H).
PF1：1H NMR(400MHz,CDCl3,25℃)：δ8.92(d,J＝7.8Hz,1H),8.75(d,J＝7.1Hz,4H),8.69(d,J＝8.0Hz,2H),7.95-7.88(m,4H),7.75(t,J＝7.7Hz,1H),7.69(d,J＝8.3Hz,2H),7.61(m,5H),7.56(d,J＝7.6Hz,1H),7.47(td,J＝8.2Hz,1H),7.39(d,J＝4.9Hz,1H),7.37(d,J＝5.3Hz,1H),6.89(s,1H),6.85(d,J＝15.9Hz,1H).13C NMR(151MHz,CDCl3,25℃)：δ157.4,156.4,153.1,152.6,149.6,149.5,138.9,138.2,137.3,135.1,134.8,132.7,132.6,128.2,127.7,126.4,126.2,125.6,124.3,123.9,121.7,119.8,119.0,118.2,117.0,115.9,107.6,92.3,90.8,63.6.HRMS(ESI,TOF):calcd for C43H26N5O+[M+H]+:628.2132,found:628.2139.
综上所述，由上述核磁、质谱测试结果可以确定，本发明成功制得了目标化合物。
对F1-F5、PF1分别进行紫外吸收以及荧光发射光谱测试：以THF为溶剂，取适量F1溶于25mL容量瓶中。取适量母液，以THF-H2O为溶剂，含水量依次为0％、10％、30％、50％、60％、70％、80％、90％，分别于25mL容量瓶中，将其配成1×10-5M的待测溶液。
F2-F5、PF1待测溶液配制同上。
根据图1、图3和图5，随着混合溶剂中水的比重(fw)不断增大，紫外吸收发生明显变化。fw≤70％时，各化合物的紫外-可见吸收光谱非常相似，在波长400-500nm之间均显示出了电子π-π*跃迁的精细结构，两主峰分别为420nm，440nm。随着fw增大，精细结构消失，并且紫外吸收出现不同程度的蓝移。化合物F1、F2、F3的紫外吸收峰分别为395nm、321nm、318nm。
以420nm作为激发波长，荧光团F1-F3的荧光发射光谱。根据图2、图4和图6，fw≥70％时，荧光出现。fw＝90％时，F1出现了聚集沉降，容量瓶壁上有固体析出，荧光强度有所下降；fw＝80％时，F1荧光强度达到最大。较纯THF中的荧光强度增大58倍；
以420nm作为激发波长，荧光团F1-F3的荧光发射光谱，随着fw增大，F1、F2的荧光发射出现明显突变。fw＝90％时，F1出现了聚集沉降，容量瓶壁上有固体析出，荧光强度有所下降；fw＝80％时，F1荧光强度达到最大。F2、F3均在fw达到90％时，荧光强度增至最高。排除F1在fw＝90％时析出的干扰数据，从纯THF溶液逐渐过渡到THF-H2O的混合溶液时，F1荧光强度在fw＝80％达到最高，较纯水中的荧光强度增大58倍；F2荧光强度次之，在fw＝90％时，达到自身荧光最大强度，较纯THF中增大73倍，在三个化合物中AIE性质最为明显。F3荧光强度最低，fw＝90％时荧光强度达到的最大值，但也仅为同状态下F2强度的10％左右。总体荧光增强程度F2>F1>F3，F1、F2、F3发射峰分别为：594nm、566nm、569nm。其中F1荧光发射红移最大，强度最高。
为了提高F1的水溶性，我们在体系中引入了羟基，得到F4，对F4的羟基甲基化得到F5。F4、F5的紫外光谱基本一致。fw≤70％时，F4、F5的紫外-可见吸收光谱在波长400-500nm之间也显示出了电子π-π*跃迁的精细结构，吸收峰分别为：425nm、448nm(图7、图9)。以448nm做激发波长测试荧光发射光谱，随着fw逐渐变大，荧光强度逐渐提高，F4、F5表现出了较强的AIE效应，F4发射红移至619nm处，fw＝90％时，荧光强度较纯THF中增加了149倍。甲氧基是好的推电子基团，故fw＝90％时，荧光发射峰为659nm，较F4有了明显的红移，荧光强度较纯THF中增加了92倍(图8、图10)。
fw＜70％时，FP1的紫外-可见吸收光谱在波长400-500nm之间的一组峰是电子π-π*跃迁形成，并出现了精细结构，两主峰分别为426nm，450nm。随着fw的增加，精细结构逐渐模糊，并且紫外吸收红移(图11)。以426nm作为激发波长，测试FP1荧光发射光谱。在随着fw增大至70％时，在605nm处出现了荧光发射峰，溶液荧光性质突变，并于fw＝90％的溶液中荧光强度达到最大，较纯THF溶液中增强了48倍，斯托克位移为179nm(图12)。
探针FP1的选择性实验：
我们选取fw＝90％的THF-H2O混合溶剂来表征FP1的离子选择性。取适量的CuCl2、SnCl2、MnCl2、FeCl3、CoCl2、NiCl2、ZnCl2、MgCl2、CaCl2、KCl、AgNO3、CrCl4、NaCl固体溶于H2O-THF(9:1)混合溶剂中，配制浓度为3×10-2M的Cu2+、Sn2+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Ag+、Cr4+、Na+溶液10mL。取适量FP1的待测液于石英比色皿中，滴入2-3滴上述的盐溶液，混合均匀后进行测试。
以446nm为激发波长测试了上述混合溶液的荧光光谱。含有Cu2+的待测液荧光发射几乎为0，而含有其他金属离子的溶液荧光强度仍然较高，强度虽然也有不同程度的下降，但影响可以忽略。FP1可以实现对Cu2+的选择性检测(图13)。
在FP1的待测液中加入1.5倍当量的氯化铜，然后补入10倍当量的其他阴离子溶液。得到了荧光发射光谱。当溶剂中存在大量F-、CI-、Br-、SO4 2-、NO3 2-、H2PO4 -时，FP1的荧光发射没有明显的恢复，故上述常见的阴离子对水溶液中铜离子检测没有影响(图14)。
我们选取426nm为激发波长，研究FP1荧光强度与Cu2+浓度的关系。配制氯化铜的THF-H2O(fw＝90％)溶液，浓度为1.0mM。分别取3mL FP1的待测液和3-42μL的Cu2+溶液，混合均匀后静置5min，测得的荧光发射谱图(图15)。
随着Cu2+当量不断增加，FP1的荧光发射强度不断减弱。以荧光强度为纵坐标，加入的Cu2+的当量为横坐标，可以得到二者的关系曲线(图16)。可以看到，当加入1.0倍当量的Cu2+时，FP1的荧光几乎完全淬灭，继续加入过量的铜离子溶液，FP1的荧光发射强度几乎不再改变。故探针与铜离子的络合比应为1:1。
发射波长取612nm，以对应的加入不同当量Cu2+的荧光强度I与未加Cu2+的荧光强度I0的差值为纵坐标，以铜离子浓度为横坐标，可以得到一次关系曲线(图17)，线性相关系数为0.9776，标准差为71279，曲线斜率为2.28×1011。国际理论与应用化学联合会给出的检测限等于3σ/k，故FP1对铜离子的检测限为2.1×10-6M。
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