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随着工业、人类以及社会的发展，环境污染日益加剧，大量的重金属离子与有毒阴离子被排放到大气、土壤及水体中，对人体带来疾病、不可逆的损伤甚至死亡。荧光分析法近年来被广泛应用于重金属离子以及有毒阴离子检测。
本文中的主要研究工作和目的是选取具有良好的共平面性、较好的电荷传输性、活性位点高和结构易修饰的寡聚三噻吩作为荧光团，设计并合成了3种新型寡聚三噻吩衍生物类有机小分子荧光探针，该类探针具有高选择性、高稳定性及快速响应性等优点，测试其各项性能以及在滤纸、细胞中检测的应用创新。具体内容如下：
(1)成功设计并合成了一种新型基于寡聚三噻吩衍生物的荧光探针3TI，研究了其在含水量70%的THF水溶液中痕量氰根离子的检测应用。实验结果表明，在不同阴离子存在下，3TI对氰根离子(CN?)的识别具有高选择性、高灵敏性、较快的响应时间以及较宽的pH范围，并且在低浓度范围内具有良好的线性关系，检测限为31.3nM。通过核磁滴定、红外、质谱以及理论计算证实了3TI与CN?的反应机理为ICT过程。此外，3TI成功在硅胶粉、木薯等食物以及细胞中实现对氰根离子的检测。
(2)成功设计并合成了一种基于寡聚三噻吩衍生物的荧光探针3TD，应用于食物样品和细胞中对氰根离子的检测。研究结果表明，探针3TD对氰根离子检测呈现出高选择性、高灵敏度、高抗干扰性、良好的荧光浓度线性关系、瞬时检测和宽的pH响应范围。探针3TD还作为一种很好荧光传感器，实现在滤纸和硅胶板上对不同浓度的氰根离子的检测以及在食物样品和细胞中的应用。
(3)设计并合成了一种新型基于寡聚三噻吩席夫碱类识别Fe3+/Al3+荧光探针3TP，该探针可用于在THF水介质中对Fe3+和Al3+的识别具有高选择性和高灵敏度。在探针3TP与Fe3+/Al3+结合后，荧光强度分别显著增强。研究结果表明，探针3TP对Fe3+/Al3+的检测呈现出较高的络合性能（绑定常数Ka：1.04×104M?1和8.66×105M?1）、低的检测限（0.177μM和0.172μM）、高选择性和灵敏度、抗干扰能力强以及较宽的pH响应范围（4.0–12.0）等优异性能。综上研究表明，3TP是一种理想的双模式Fe3+和Al3+的荧光分子探针。
(4)成功设计并合成了一种寡聚三噻吩基于的比色/荧光双模式荧光探针3TDC，该探针通过“裸眼”比色和荧光响应表现为对铜离子(Cu2+)具有唯一选择性而不受其他金属离子干扰。通过荧光滴定实验，得出其检测限为28.1nM，络合常数为2.52×104M-1。此外，3TDC对铜离子(Cu2+)检测响应时间快、pH范围宽、抗干扰能力强，这表明3TDC可以作为一种有效的检测铜离子(Cu2+)的荧光传感器。
本文中的主要研究工作和目的是选取具有良好的共平面性、较好的电荷传输性、活性位点高和结构易修饰的寡聚三噻吩作为荧光团，设计并合成了3种新型寡聚三噻吩衍生物类有机小分子荧光探针，该类探针具有高选择性、高稳定性及快速响应性等优点，测试其各项性能以及在滤纸、细胞中检测的应用创新。具体内容如下：
(1)成功设计并合成了一种新型基于寡聚三噻吩衍生物的荧光探针3TI，研究了其在含水量70%的THF水溶液中痕量氰根离子的检测应用。实验结果表明，在不同阴离子存在下，3TI对氰根离子(CN?)的识别具有高选择性、高灵敏性、较快的响应时间以及较宽的pH范围，并且在低浓度范围内具有良好的线性关系，检测限为31.3nM。通过核磁滴定、红外、质谱以及理论计算证实了3TI与CN?的反应机理为ICT过程。此外，3TI成功在硅胶粉、木薯等食物以及细胞中实现对氰根离子的检测。
(2)成功设计并合成了一种基于寡聚三噻吩衍生物的荧光探针3TD，应用于食物样品和细胞中对氰根离子的检测。研究结果表明，探针3TD对氰根离子检测呈现出高选择性、高灵敏度、高抗干扰性、良好的荧光浓度线性关系、瞬时检测和宽的pH响应范围。探针3TD还作为一种很好荧光传感器，实现在滤纸和硅胶板上对不同浓度的氰根离子的检测以及在食物样品和细胞中的应用。
(3)设计并合成了一种新型基于寡聚三噻吩席夫碱类识别Fe3+/Al3+荧光探针3TP，该探针可用于在THF水介质中对Fe3+和Al3+的识别具有高选择性和高灵敏度。在探针3TP与Fe3+/Al3+结合后，荧光强度分别显著增强。研究结果表明，探针3TP对Fe3+/Al3+的检测呈现出较高的络合性能（绑定常数Ka：1.04×104M?1和8.66×105M?1）、低的检测限（0.177μM和0.172μM）、高选择性和灵敏度、抗干扰能力强以及较宽的pH响应范围（4.0–12.0）等优异性能。综上研究表明，3TP是一种理想的双模式Fe3+和Al3+的荧光分子探针。
(4)成功设计并合成了一种寡聚三噻吩基于的比色/荧光双模式荧光探针3TDC，该探针通过“裸眼”比色和荧光响应表现为对铜离子(Cu2+)具有唯一选择性而不受其他金属离子干扰。通过荧光滴定实验，得出其检测限为28.1nM，络合常数为2.52×104M-1。此外，3TDC对铜离子(Cu2+)检测响应时间快、pH范围宽、抗干扰能力强，这表明3TDC可以作为一种有效的检测铜离子(Cu2+)的荧光传感器。