CN113045591A - 一种双分子罗丹明荧光探针r6g-pa及其制备方法和应用 - Google Patents

一种双分子罗丹明荧光探针r6g-pa及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双分子罗丹明荧光探针R6G‑PA及其制备方法和应用，涉及有机合成技术领域，其制备方法包括：将罗丹明6G乙醇溶液缓慢加入乙二胺中，加热回流至荧光全部消失，抽滤，洗涤，用乙醇重结晶后得到白色固体，即罗丹明6G乙二胺；将步骤S3中得到的罗丹明6G乙二胺溶解于无水乙醇中，加入对苯二甲醛，回流反应至原料消失，停止反应，冷却至室温后抽滤，用无水乙醇和水各洗涤三次，干燥后得到白色固体，即荧光探针R6G‑PA。本发明制备的荧光探针具有高度选择性和良好的抗干扰能力，在对溶液中Fe3+检测时不受溶液中Al3+、Cu2+、Ag+、Ca2+、Cd2+、K+、Na+、Mg2+、Ni2+、Zn2+、Co2+等的干扰。

Description

一种双分子罗丹明荧光探针R6G-PA及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种双分子罗丹明荧光探针R6G-PA及其制备方法和应用。
背景技术
铁是地壳含量第二高的元素，Fe3+在自然界中广泛存在，并在人体新陈代谢过程中发挥着重要作用，是人体所必需的微量元素之一。然而，过多摄入Fe3+会对肝、肾及DNA造成损伤，若摄入不足，也会导致呼吸困难和贫血等疾病。因此，开发高灵敏度、高选择性的铁离子检测体系具有重要的意义。
目前检测Fe3+所用的探针材料有有机染料、碳量子点、金纳米粒子等。有机小分子类比色/荧光探针因其设计简单，检测迅速、灵敏度高且检出限低等优点引起了国内外学者的广泛关注。在以香豆素类、萘酰亚胺类、花菁类、罗丹明类等为代表的有机小分子比色/荧光探针中，罗丹明B和罗丹明6G有优良的光学和化学特性。如长吸收与发射波长，高摩尔吸光系数，以及高量子产率，加之本身是闭合环状的酰胺结构，大多没有颜色，荧光强度很低，而在强酸或特定金属离子存在条件下，其内酰胺环便会打开，伴随着肉眼可见的颜色变化，实现快速检测，并且同时荧光强度增大，这种“关-开”型荧光传感器使得离子检测更加简单。罗丹明类探针实现了通过比色/荧光提供两种不同光谱响应双通道检测一种或多种分析物。另外，铁离子的顺磁特性，使得大多Fe3+荧光探针是淬灭型的。因此，基于光谱性能优越的罗丹明B和罗丹明6G发展一种“OFF-ON”型的比色/荧光响应型铁离子探针对铁离子的检测具有重要意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发提供一种双分子罗丹明荧光探针R6G-PA、制备方法及其应用。本发明利用罗丹明6G乙二胺与对苯二甲醛的亲核加成反应，合成一种以芳烃为轴的含有两个对称结构的罗丹明6G骨架的Fe3+荧光探针R6G-PA。该探针在溶液中可以与Fe3+以1:2的化学计量比进行配位，诱导探针内螺酰胺环开环，致使探针分子的骨架发生变化，溶液颜色变成橙红色，并在560nm处发出强烈的绿色荧光。即使在其它离子干扰下仍显示出对Fe3+高度的选择性和灵敏性，该探针可以作为“裸眼”和荧光“开启”型探针特异性地检测Fe3 +，方便、快速、准确度高。
为了实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：一种双分子罗丹明荧光探针R6G-PA，所述双分子罗丹明荧光探针R6G-PA的结构式如下所示：
Figure 260396DEST_PATH_IMAGE001
。
本发明采用的技术方案之二为：一种本发明所述双分子罗丹明荧光探针R6G-PA的制备方法，包括以下步骤：
S1在乙醇溶液中罗丹明6G与乙二胺进行反应生成罗丹明6G乙二胺；
S2：在乙醇溶液中罗丹明6G乙二胺与对苯二甲醛反应生成荧光探针R6G-PA。
进一步地，包括以下步骤：
S3：将罗丹明6G乙醇溶液缓慢加入乙二胺中，加热回流至荧光全部消失，抽滤，洗涤，用乙醇重结晶后得到白色固体，即罗丹明6G乙二胺；
具体的为将罗丹明6G乙醇溶液缓慢加入乙二胺中，85℃回流反应12h，采用TLC跟踪反应进程，至荧光全部消失后表明反应结束，抽滤，将得到的固体进行水洗，对水洗得到的粗产物进行乙醇重结晶得到罗丹明6G乙二胺。
S4：将步骤S3中得到的罗丹明6G乙二胺溶解于无水乙醇中，加入对苯二甲醛，回流反应至原料消失，停止反应，冷却至室温后抽滤，用无水乙醇和水各洗涤三次，干燥后得到白色固体，即荧光探针R6G-PA。
具体的为，罗丹明6G乙二胺溶解于无水乙醇中至罗丹明6G乙二胺完全溶解后加入对苯二甲醛，回流反应24h，采用TLC跟踪反应进程至反应为完全反应后冷却至室温，抽滤，用无水乙醇和水各清洗三次，干燥后得到荧光探针R6G-PA。
进一步地，步骤S1中加入罗丹明6G与乙二胺的质量比为2:1。
更进一步地，步骤S2中加入罗丹明6G乙二胺与对苯二甲醛的质量比为6.8：1。
本发明采用的技术方案之三为：一种本发明所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA用于检测Fe3+的用途。
本发明采用的技术方案之四为：一种本发明所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA在制备检测液体中Fe3+的试剂中的应用。
进一步地，所述液体为含有Fe3+的水溶液或血液。
本发明的有益效果：
本发明制备的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA与现有技术相比具有以下优点：
一、具有高度选择性和良好的抗干扰能力，在对溶液中Fe3+检测时不受溶液中Al3 +、 Cu2+、Ag+、 Ca2+、 Cd2+、 K+、 Na+、 Mg2+、Ni2+、 Zn2+、 Co2+等的干扰。
二、检出限低：过紫外吸收与荧光分光光度法检测Fe3+的最低检出限分别为0.1μM和0.027μM。
三、肉眼可见检测效果：在采用本发明的探针对Fe3+检测时，可以不借助其它工具观察到含有Fe3+的溶液加入R6G-PA变为粉红色。
四、响应速度快：R6G-PA与Fe3+在2min内易发生明显反应。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例荧光探针R6G-PA的合成路线图；
图2是本发明实施例荧光探针R6G-PA的核磁共振氢谱；
图3是本发明实施例荧光探针R6G-PA的核磁共振碳谱；
图4是本发明实施例荧光探针R6G-PA的红外光谱；
图5是本发明实施例荧光探针R6G-PA的高分辨质谱；
图6是本发明实施例荧光探针R6G-PA加入Al3+/Fe3+前后在不同pH溶液中的吸光度和荧光强度，其中a为吸光度，b为荧光强度；
图7是本发明实施例加入不同金属离子的R6G-PA的吸光度和荧光强度变化，其中a为吸光度，b为荧光强度;c为探针溶液加入不同离子后的颜色变化，d为探针溶液加入不同离子后在365nm紫外灯下的光学照片；
图8是本发明实施例荧光探针R6G-PA加入Fe3+前后含其它金属离子的在560nm处的荧光强度，其中，1为Al3+、2为Cu2+、3为Ag+、4为Ca2+、5为Cd2+、6为K+、7为Na+、8为Mg2+、9为Ni2+、10为Zn2+、11为Co2+、12为Hg2+、13为Ba2+、14为1-13所列的金属离子混合溶液；
图9是本发明实施例加入50 μM Fe3+后R6G-PA的吸收光谱和荧光光谱随时间变化图，a为吸光光谱，b为荧光光谱；
图10是本发明实施例的20μM R6G-PA溶液在不同浓度Fe3+中的吸收光谱和荧光光谱，其中a为吸光光谱，c为荧光光谱；b为不同Fe3+浓度下530nm处的吸光度，d为不同Fe3+浓度下560nm处的荧光强度；
图11是本发明实施例在Tris-HCl缓冲溶液中，R6G-PA与Fe3+离子的Job曲线；
图12为本发明实施例的R6G-PA溶液交替加入Fe3+和EDTA后560nm处的荧光强度和荧光光谱，a为荧光强度，b为荧光光谱；
图13为本发明实施例的Fe3+与R6G-PA的结合机理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请以下实施例所用试剂溶液配制方法如下：
R6G-PA探针乙腈溶液的配制：称取一定量的实施例1制备的R6G-PA溶于无水乙腈中，超声30s溶解，配置浓度为100µM的溶液。
金属离子储备液的配制：称取一定量的Pb(NO3)2、AgNO3、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、Cu(NO3)2、 Cd(NO3)2、Fe(NO3)3、Hg(NO3)2、KNO3、Mg(NO3)2、NaNO3、Ni(NO3)2、Co(NO3)2、Zn(NO3)2均用三次水溶解，配制成5mM的金属离子储备液备用。
Tris溶液配制：取一定量的Tris，加入少量去离子水将其完全溶解，以乙腈/水(V/V=1:3)定容到50mL，得到10mM的Tris溶液。
0.1mMHCl配制：量取一定体积的12M的浓盐酸，用去离子水稀释到0.1 mM。
10mMTris-HCl缓冲溶液配制：取一定量定容后的Tris，往其中缓慢滴加0.1mM的HCl，配制不同pH值的溶液，密封避光保存。
10mM的EDTA溶液配制：称取0.1821g的EDTA，用去离子水溶解定容50mL。
实施例1
罗丹明6G乙二胺的合成：将1.6g罗丹明6G溶于50mL乙醇中，再逐滴缓慢加入乙二胺0.8g，85℃回流12h，TLC跟踪反应进程至荧光全部消失，抽滤，水洗得到粗产物，用乙醇重结晶后得到白色固体。
R6G-PA的合成：50mL圆底烧瓶中加入罗丹明6G乙二胺0.228g，再加入20mL无水乙醇，待罗丹明6G乙二胺完全溶解后，加入对苯二甲醛0.0335g，回流反应24小时。TLC检测反应进度，待原料消失，停止反应，冷却到室温后抽滤，用无水乙醇及水各洗涤三次，干燥后得到白色固体，产率75%，反应式如图1所示。
将所得探针分子溶于CDCl3进行核磁测试，所得核磁共振氢谱如图2所示：1H NMR(400 MHz, CHCl3)δ:ppm7.93(dd,J=10.6,8.3 Hz, 4H), 7.52(s, 4H),7.46–7.39(m,4H),7.02(dd,J= 5.5, 2.3Hz,2H),6.33(s,4H), 6.21(s, 4H),3.45–3.38(m,8H),3.21–3.15(m,8H),1.82(s,12H),1.31(t,J=7.1Hz, 12H)。
所得核磁共振碳谱如图3所示：13C NMR(100 MHz, CHCl3)δ:ppm 168.4, 161.7,153.8,151.7,147.3,137.8,132.4,131.0,128.5, 127.9, 123.8, 122.7, 117.8, 106.0,96.6, 65.0, 59.1, 41.2, 38.3, 16.6, 14.7.
采用溴化钾压片法测得本发明探针分子的红外光谱如图4所示：IR(KBr), v/cm-1: 3420, 2972, 2369, 1688 (spirolactam ring C=O), 1518, 1376, 1212, 1006,737。其中，3420cm-1为羟基O-H伸缩振动，2972cm-1处为-CH3及-CH2的特征吸收峰；1688cm-1为羰基征振动吸收峰；1518cm-1为苯环特征振动峰。
对探针R6G-PA进行高分辨质谱表征，如图5，HRMS(ESI): m/z [M+H]+ calcd. forC64H67N8O4: 1011.5285; found: 1011.5299.
实施例2
罗丹明6G乙二胺的合成：将16g罗丹明6G溶于500mL乙醇中，再逐滴缓慢加入乙二胺8g，85℃回流12h，TLC跟踪反应进程至荧光全部消失，抽滤，水洗得到粗产物，用乙醇重结晶后得到白色固体。
R6G-PA的合成：50mL圆底烧瓶中加入罗丹明6G乙二胺2.28g，再加入200mL无水乙醇，待罗丹明6G乙二胺完全溶解后，加入对苯二甲醛0.335g，回流反应24小时。TLC检测反应进度，待原料消失，停止反应，冷却到室温后抽滤，用无水乙醇及水各洗涤三次，干燥后得到白色固体。
实施例3
为研究溶液pH值对本申请制备的R6G-PA探针分子与Fe3+的配位作用的影响，并筛选出最佳的pH缓冲溶液：
在离心管中加入200µL的探针储备液，再将配好的Tris-HCl缓冲溶液(pH=2-9)分别加入离心管中，然后在每个pH的溶液中分别加入20µL的Fe(NO3)3和Al(NO3)3溶液，充分反应后测定其紫外-可见吸收光谱与荧光光谱，由图6a可知，游离的探针在pH2-3时，530nm处的吸光度大幅度增加，当pH＞3时强度逐渐降低；在pH＞6时，几乎没有吸收。加入Fe3+后，在pH=6处吸收增强；加入Al3+后，在pH=6处有微弱的吸收增强。由图6b可以看出，560nm时游离的探针在pH2-3时荧光强度大幅度增加，pH＞3时强度逐渐降低，在pH＞6时荧光淬灭。加入Fe3+后，在pH=6时Fe3+荧光增强明显；加入Al3+后，在pH=6时显示很弱的荧光。因此，本发明的荧光探针需要在pH=6的Tris-HCl溶液中对Fe3+进行检测。
实施例4
为了探究本发明的探针R6G-PA对金属离子识别的选择性。如图7a所示，只有加入Fe3+和Al3+时，在530nm处出现了吸收峰，而其它金属离子未能引起R6G-PA吸收光谱的变化。游离的R6G-PA在540-650nm范围内没有荧光信号，加入Fe3+后在560nm处发射强烈的荧光，而加入Al3+后在560nm处发射峰很弱，可以忽略不计，并没有造成干扰。从图7b也可以看出，其它金属离子对R6G-PA荧光光谱影响很弱。加入Al3+后吸收和荧光虽都有变化，但变化很弱，可以忽略，因此R6G-PA并不能有效的识别Al3+，所以对Fe3+的识别不会产生明显的干扰。如图7c所示，观察在日光灯下的照片发现，加入Fe3+和Al3+溶液颜色都变成粉红色（因为专利中不能使用彩图，所以看不到粉红色，但在实际的实验过程中有肉眼可见粉红色），但Fe3+溶液颜色明显比Al3+溶液颜色深很多，表明Fe3+的吸收强于Al3+。如图7d所示，365nm的紫外灯下，只有加入Fe3+的溶液发出强烈的绿色荧光，这可能是由于Fe3+离子具有高的电荷数以及合适的离子半径，更适合与R6G-PA配位，因此本发明的荧光R6G-PA可以作为比色/荧光探针特异性识别Fe3+。
实施例5
为探究其它金属离子存在时本发明的荧光探针R6G-PA对Fe3+的识别性能。在20µM的R6G-PA探针溶液中分别加入上述配制的不同金属离子溶液50µM，测试荧光光谱，记录560nm处的荧光强度；然后加入10µM的Fe3+，进行荧光性质测试，结果如图8所示。加入Fe3+前，R6G-PA探针溶液和其它金属离子溶液的荧光强度都很弱，但是加入Fe3+后溶液的荧光强度与Fe3+单独存在时的强度很接近，证明其它金属离子的存在对Fe3+的检测没有明显影响，说明本发明制备的R6G-PA荧光探针检测Fe3+时具有较强的抗干扰能力。
实施例6
在2mL离心管中加入200µL的探针溶液，用pH=6的Tris-HCl的缓冲溶液稀释到2mL，再加入20µL的Fe3+储备液。每隔2min，测试吸收光谱与荧光光谱，如图9所示，分别为530nm的吸光度和560nm的荧光强度随时间变化的曲线图（箭头方向为时间从0-20min的吸收光谱与荧光光谱图的方向）。随着时间延长，溶液吸光度和荧光强度不断增大。通过光谱图发现Fe3+加入后，R6G-PA的吸收强度与荧光强度均变化较快，14min后变化速度减慢，逐渐趋于稳定，20min后反应达到平衡。说明R6G-PA与Fe3+在2min内易发生明显反应，说明该探针对Fe3+可快速响应。
实施例7
为了探究R6G-PA检测Fe3+的灵敏度，在2mL离心管中加入200µL探针溶液，用pH=6的Tris-HCl缓冲溶液稀释到2mL，再加入一系列不同浓度的Fe3+(0-60µM)，反应20min后，测定吸收与荧光光谱。未加Fe3+前，R6G-PA无色且无荧光，随着加入Fe3+浓度的不断增大，溶液颜色逐渐变红，对应的R6G-PA的吸收与荧光强度也不断增大，如图10a和10c。当Fe3+浓度增加到60µM时，R6G-PA的吸收强度与荧光强度不再变化。在吸收光谱中，Fe3+浓度在10-50M范围内与R6G-PA的吸收强度呈现良好的线性关系，R2 = 0.9859，比色滴定检测Fe3+的最低检出限为0.1µM ，如图10b所示。在荧光光谱中，Fe3+浓度在8-45µM范围内与R6G-PA的荧光强度有着良好的线性关系，R2= 0.9855，荧光检测Fe3+的最低检测限为0.027µM ，如图10d所示。
实施例8
为进一步探究本发明R6G-PA荧光探针对Fe3+的检测机理，分别配置探针与Fe3+的摩尔比从1:9变化到9:1，每个浓度比的混合溶液中探针R6G-PA与Fe3+的总浓度保持100µM不变，测量不同化学计量比的荧光强度。以[Fe3+]/([R6G-PA]+[Fe3+])为横坐标，对应荧光强度为纵坐标，绘制曲线，如图11所示。Fe3+的摩尔分数从0.1到0.6，荧光强度逐渐增大，从0.6到0.9，荧光强度逐渐减小。故当Fe3+的摩尔分数为0.6，荧光强度最大。表明R6G-PA与Fe3+的配位比为1:2。
乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid, EDTA)与很多金属离子配位形成络合物，因此常被用来检测探针的可逆性。在2mL的离心管中加入200µL的探针溶液，用pH=6的Tris-HCl缓冲溶液稀释到2mL，再加入20µL的Fe3+。充分反应后，记录荧光强度。再往上述溶液中加入同体积10mM的EDTA溶液，固定混合液中Fe3+浓度为50µM，EDTA浓度为100µM，测试荧光光谱。混合液中再依次交替加入20µL的Fe3+和20µL 10mM的EDTA溶液，测试荧光光谱，循环测试5次。荧光强度变化如图12所示。第一次加入EDTA后溶液荧光强度大幅度降低近乎无荧光，而再次加入Fe3+后荧光恢复，强度接近溶液中只存在Fe3+的荧光强度。说明EDTA可以从R6G-PA-Fe3+络合物中将Fe3+释放出来，荧光淬灭。如此反复5个循环，荧光强度未发生明显衰减，可见R6G-PA荧光探针可通过EDTA的配位竞争释放R6G-PA络合的Fe3+，并实现可逆检测。
罗丹明类物质的内酰胺环在未打开前，一般都是无色且无荧光，与特异性物质结合后，会使得内螺酰胺环打开。在Fe3+存在下，探针R6G-PA的螺内酰胺打开，并伴随着溶液颜色的变化及荧光大幅度增强。推测机理可能是探针R6G-PA的螺内酰胺环在Fe3+的诱导下开环，然后与两当量的Fe3+结合，R6G-PA中的羰基O和亚氨基N是Fe3+最可能的结合位点，具体过程如图13所示，R6G-PA的螺内酰胺环开环后与Fe3+配位形成络合物，是引起紫外-可见吸收光谱和荧光光变化的内因。
实施例9
以延河水作为真实水样采用加标回收法验证探针R6G-PA对水体中Fe3+离子的检测。此时水中其他离子浓度很低，忽略不计，EDTA不影响结果的测定。将100μL和200μL的各种实际水样和R6G-PA储备液混合，并通过Tris-HCl缓冲溶液(10mM，pH 6.0)稀释至2 mL，溶液中R6G-PA的浓度为20μM。将已知浓度的Fe3+离子分别添加到上述制备的含有R6G-PA和真实水样的溶液中。充分反应后测其荧光光谱变化，测试重复三次。结果见表1所示，回收率为96.47%-102.04%。
表1为水样中Fe3+的测定
Figure 921185DEST_PATH_IMAGE002
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双分子罗丹明荧光探针R6G-PA，其特征在于，所述双分子罗丹明荧光探针R6G-PA的结构式如下所示：
Figure 878074DEST_PATH_IMAGE001
。
2.一种如权利要求1所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在乙醇溶液中罗丹明6G与乙二胺进行反应生成罗丹明6G乙二胺；
S2：在乙醇溶液中罗丹明6G乙二胺与对苯二甲醛反应生成荧光探针R6G-PA。
3.根据权利要求2所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S3：将罗丹明6G乙醇溶液缓慢加入乙二胺中，加热回流至荧光全部消失，抽滤，洗涤，用乙醇重结晶后得到白色固体，即罗丹明6G乙二胺；
S4：将步骤S3中得到的罗丹明6G乙二胺溶解于无水乙醇中，加入对苯二甲醛，回流反应至原料消失，停止反应，冷却至室温后抽滤，用无水乙醇和水各洗涤三次，干燥后得到白色固体，即荧光探针R6G-PA。
4.根据权利要求2所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA的制备方法，其特征在于，步骤S1中加入罗丹明6G与乙二胺的质量比为2:1。
5.根据权利要求2所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA的制备方法，其特征在于，步骤S2中加入罗丹明6G乙二胺与对苯二甲醛的质量比为6.8：1。
6.一种如权利要求1所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA用于检测Fe3+的用途。
7.一种如权利要求1所述的双分子罗丹明荧光探针R6G-PA在制备检测液体中Fe3+的试剂中的应用。
8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述液体为含有Fe3+的水溶液或血液。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107312022A (zh) * 2017-08-01 2017-11-03 齐齐哈尔大学 用于Fe3+检测的荧光素罗丹明B双Schiff碱化合物紫外分子探针及其合成与应用
KR101859844B1 (ko) * 2016-11-16 2018-05-18 숙명여자대학교산학협력단 로다민 유도체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 간세포 소포체의 3가 철 이온 검출방법
CN108285454A (zh) * 2018-04-26 2018-07-17 福建师范大学泉港石化研究院 一种含氨基酸的Fe3+荧光探针及其合成方法
CN109438458A (zh) * 2018-12-06 2019-03-08 黄山学院 一种罗丹明6g荧光探针及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101859844B1 (ko) * 2016-11-16 2018-05-18 숙명여자대학교산학협력단 로다민 유도체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 간세포 소포체의 3가 철 이온 검출방법
CN107312022A (zh) * 2017-08-01 2017-11-03 齐齐哈尔大学 用于Fe3+检测的荧光素罗丹明B双Schiff碱化合物紫外分子探针及其合成与应用
CN108285454A (zh) * 2018-04-26 2018-07-17 福建师范大学泉港石化研究院 一种含氨基酸的Fe3+荧光探针及其合成方法
CN109438458A (zh) * 2018-12-06 2019-03-08 黄山学院 一种罗丹明6g荧光探针及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHANG, YUQI ETAL: "Fluorescence-enhancing film sensor for highly effective detection of Bi3+ ions based on SiO2 inverse opal photonic crystals", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C: MATERIALS FOR OPTICAL AND ELECTRONIC DEVICES》 *
高楼军 等: "一种Fe3 + 荧光探针的合成及其检测性能研究", 《化学通报》 *

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