研究目的
设计并开发一种对Al3?检测具有高灵敏度和高选择性的荧光探针，并将其应用于活细胞成像。
研究成果
探针L是一种对Al3?具有高选择性和灵敏度的荧光传感器，其检测限低至10.3 nM并拥有双发射通道。该探针成功实现了活体Hela细胞中Al3?的成像，显示出潜在的生物应用价值。其结合机制涉及PET过程抑制和C=N异构化，发光源自ESIPT和ICT过程。
研究不足
该探针可能因淬灭效应受到Cu2?的干扰。实验在乙醇溶液中进行，这可能无法完全代表生理条件。除HeLa细胞外，研究未在体内或复杂生物基质中广泛测试。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过一步缩合反应合成席夫碱荧光探针(L)，并采用多种光谱技术进行表征。利用荧光光谱研究其对金属离子的传感行为，通过滴定法、Job图和竞争实验确定选择性、结合化学计量比及常数，参考DFT计算获取机理见解。
2：样本选择与数据来源：
探针L由2-羟基萘甲醛和二氨基马来腈合成。金属离子（Na?、K?、Mg2?、Al3?、Co2?、Ni2?、Cu2?、Fe3?、Zn2?、Ag?、Cd2?、Ba2?、Hg2?、Pb2?）以硝酸盐形式溶于乙醇溶液。生物成像使用Hela细胞。
3：实验设备与材料清单：
设备包括北京X-4显微熔点仪、岛津IR Prestige-21光谱仪、日立F-4600荧光光谱仪、布鲁克400 NMR光谱仪、岛津LCMS-IT-TOF质谱仪及奥林巴斯BX50荧光显微镜（配DP 71 CCD相机）。材料含Sigma-Aldrich等商购试剂，如2-羟基萘甲醛、二氨基马来腈、各类金属硝酸盐、乙醇、DMSO-d?及细胞培养组分。
4：实验流程与操作步骤：
L的合成通过将2-羟基萘甲醛和二氨基马来腈在硫酸/乙醇中搅拌后过滤完成。传感实验包括配制L与金属离子储备液、逐份添加并测定荧光光谱。Al3?滴定采用增量添加法测谱。Job图通过固定总浓度调节L与Al3?比例绘制。竞争实验向L-Al3?混合体系中加入其他金属离子。NMR滴定在DMSO-d?中以不同Al3?当量进行。细胞成像经Hela细胞培养、L/Al3?处理、洗涤后荧光显微镜观察。
5：数据分析方法：
采用Benesi-Hildebrand方程解析荧光数据得结合常数与化学计量比，按3σ法计算检测限。通过NMR谱解析结合机理，成像数据定性评估荧光强度。
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spectrometer
IR Prestige-21
Shimadzu
Recording infrared spectra in KBr disk.
-
fluorescence spectrometer
F-4600
Hitachi
Performing fluorescence measurements at room temperature.
-
mass spectrometer
LCMS-IT-TOF
Shimadzu
Measuring high-resolution mass spectra.
-
fluorescence microscope
BX50
Olympus
Carrying out cells imaging with DP 71 CCD camera.
-
CCD camera
DP 71
Olympus
Capturing images during fluorescence microscopy.
-
melting point apparatus
X-4
Beijing Tech Instrument Co.
Determining melting points of synthesized compounds.
-
NMR spectrometer
Bruker 400
Bruker BioSpin Gmbh
Recording 1H-NMR and 13C-NMR spectra using tetramethylsilane as internal standard.
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