0　引言

锌是d区金属元素，在人体内的含量仅次于铁，它在免疫、基因表达和神经信号传递等生理过程中发挥着重要的生物学功能[1]。人体内Zn2+的动态平衡若被破坏，将会导致癫痫、中风、糖尿病和老年痴呆之类的严重疾病[2]。在近几十年，随着我国工业的迅速发展，锌矿开采、镀锌工业和锌锰电池行业等给环境带来的锌污染问题也不容忽视[3]。因此，检测和监控生物和环境体系中的Zn2+具有重要的研究意义。在众多检测Zn2+的方法中，小分子有机荧光探针由于具有灵敏度高，选择性好，快速便捷，且可实时监测等优点，受到了国内外许多科学家的广泛关注[4]。目前，以香豆素，罗丹明，苯并噻唑和荧光素等为荧光团，已经报道了多种Zn2+荧光探针[5～8]。虽然少数探针在Zn2+的检测方面表现出良好的性能，但设计合成具有更高灵敏度和选择性的Zn2+荧光探针仍然是一项具有挑战性的工作[9]。本文设计合成了一种以8-氨基喹啉作为作为荧光团的Zn2+的荧光探针(FP1)，如图1所示。该探针分子对Zn2+有较好的选择性和灵敏度，能可视化检测Zn2+，在实际水样Zn2+的加标回收试验中具有较好的回收率。

式中，ADD1、ADD2、ADD3分别为经口-作物、口-土壤、皮肤-土壤途径的化学物质日平均暴露剂量，mg·kg-1·d-1；其他参数定义和取值见表 2，取值参考环境保护部发布的《污染场地风险评估技术导则》（HJ 25.3—2014）。

1　实验部分

1.1　仪器与试剂

Mercury Plus-300 核磁共振波谱仪(美国Varian公司)；Spectrum BX FT-IR型红外光谱仪(美国Perkin-Elmer公司)；API 2000 LC/MS/MS型电喷雾质谱仪(美国Applied Biosystems公司)；Cary Eclipse型荧光光谱仪 (美国Varian公司)； Perkin-Elmer 2400元素分析仪(美国Perkin-Elmer公司)；pHS-3C酸度计(上海雷磁仪器厂)；ZF-7型三用紫外分析仪(上海精密科学仪器有限公司)。实验所用试剂均为市售分析纯，实验用水均为二次蒸馏水。

1.2　合成

中间体(1)的合成参见文献[10]。将0.22 g (1 mmol)中间体(1)、0.15 g (1 mmol) 2-[(2-吡啶基甲基)氨基]乙醇、0.14 g (1 mmol )碳酸钾和0.06 g催化量的碘化钾一起加入到100 mL圆底烧瓶中，然后再加入60 mL乙腈，回流反应24 h。反应结束后，将反应液过滤，旋转蒸发除去溶剂，所得粗产品用硅胶柱层析 (展开剂：二氯甲烷/甲醇, 20/1, v/v)可得棕黄色液体。Yield: 72%. IR(KBr): 3451, 3351, 2924, 1617, 1506, 760cm-1; 1H NMR (300 MHz, CDCl3, ppm): δ 11.42 (s, 1H), 8.18 -8.88 (m, 4H), 7.12 -7.64 (m, 6H), 4.85 (s, 1H), 4.08 (s, 2H), 3.80 (t, 2H J=4.8Hz), 3.54 (s, 2H), 3.00 (t, 2HJ=4.8Hz). ESI-MS: 336.2(M+)；元素分析：实验值(计算值，%): C 67.51 (67.84)，H 6.16 (5.99)，N 16.94 (16.66).

1.3　荧光光谱测量方法

用移液枪分别取一定量的100μmol/L 探针FP1的EtOH溶液和1mmol/L的各种金属离子储备液，然后用10mmol/L Tris-HCl缓冲液(pH 7.4)和蒸馏水稀释至2mL，混合均匀后，室温放置15min，使得测试的探针FP1和各种金属离子在荧光比色皿中的最终浓度均为20μmol/L (VEtOH∶ VH2O = 1∶9)，测试时所用的激发波长为355nm，狭缝宽度为10 nm/10nm.

1.4　水体样品中Zn2+的检测

参照文献[11]的方法，对各种水体样品进行Zn2+检测的加标回收试验。实验所选择的三种水体样品分别为自来水、矿泉水和磁湖水，其中自来水取自实验室，矿泉水购自市售的常见娃哈哈(杭州)饮用水，磁湖水在湖北省黄石市湖北理工学院东门磁湖岸边随机采样。测试前，三种水样没有作任何处理，直接用于实验。对水样中的Zn2+进行加标回收试验时，以各种水样代替荧光测试所用的蒸馏水，没有加入Zn2+的水样作为空白对照，其它和上述荧光光谱测量方法一样。

  

图1　荧光探针FP1的合成路线

2　结果与分析

2.1　探针对Zn2+的识别

在探针FP1 (10μmol/L)的Tris-HCl/乙醇(9∶1, V/V, pH 7. 40)溶液中，加入4倍量的各种常见的金属离子，测量其荧光发射光谱(图 2)。结果发现，Cd2+的加入可使探针FP1的荧光增强为3倍左右，Zn2+使FP1的荧光增强最为显著(增强8倍左右)，且这两种金属离子都使FP1的发射波长稍微红移，而其它的金属离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Ag+、Cr3+、Hg2+)几乎不会改变它的荧光强度，这说明在所有检测的金属离子当中，FP1对Zn2+的识别具有很好的选择性。当探针FP1和Zn2+的浓度均为20μmol/L，加入10倍Zn2+含量的各种干扰离子后，除了Fe3+、Fe2+、Co2+和Cu2+使FP1的荧光部分淬灭外(大约淬灭了12%～25%)，其他干扰离子离子的加入几乎不会影响FP1的荧光强度(图3)。这表明FP1不仅对Zn2+有良好的选择性，而且还有较强的抗干扰能力。

2.2　荧光光谱滴定

向FP1 (10μmol/L)中逐渐滴加Zn2+溶液，其在发射峰495nm处的荧光强度逐渐增大，当加入4倍探针物质的量的Zn2+溶液，反应体系的荧光强度达到饱和，表明此时溶液中FP1与Zn2+的反应达到了平衡状态(图 4)。在0.2～3.8μmol/L浓度范围内，Zn2+的浓度与FP1的荧光强度呈现良好的线性关系，其响应线性方程为y = 35.756 x + 62.134 (线性相关系数R2=0.9865) (图 4 )。因此，FP1能定量检测Zn2+的浓度，具有较高的灵敏度。

  

 

图2　探针FP1对各种的金属离子的荧光响应　　　　图3　不同金属离子对探针FP1检测Zn2+的干扰

2.3　时间的影响

[3]陈玉真, 王　峰, 王　果, 等. 土壤锌污染及其修复技术研究进展[J]. 福建农业学报, 2012, 27(8): 901～908.

  

图4　探针FP1与Zn2+的荧光滴定曲线

  

图5　探针FP1在加入Zn2+后荧光光谱随时间的变化

2.4　探针与Zn2+的结合研究

为了考察探针FP1应用于检测实际水样中Zn2+的可行性，取自来水、矿泉水和磁湖水进行Zn2+的加标回收实验(表 1)。实验结果表明，三种水样均未检出Zn2+，而向这三种水样中加入外源的Zn2+，三个水平的Zn2+的加标回收率在95.5%～104.5%之间，相对标准偏差(RSD)均低于5.0%，这表明FP1可用于检测水体中的Zn2+，在环境污染监测领域具有潜在应用价值。

4.完善考核制度为教学工作的顺利进行，方便对学生的管理和测评，试制定量化考核制度：考核由上课出勤率、课堂参与度、书本作业完成情况、作业论文考核、中末考成绩等五项内容组成。由教务部门检查，并负责组织实施，根据规定，教师的成绩评估要制定相应的评估标准，个人绩效考核分优秀，良好，合格，不合格。上课出勤率、课堂参与度、书本作业完成情况、作业论文考核作为平时成绩，记入教学日志，平时成绩为 60%，考试成绩为 40%。不参与以上五项考核内容的学生，本项目学生成绩视为不合格。

[1]Que E L, Domaille D W, Chang C J. Metals in neurobiology: probing their chemistry and biology with molecular imaging[J]. Chemical Review, 2008, 108(5): 1517～1549.

论建设工程项目现场施工管理对工程造价的影响…………………………………………………… 和新福（10-221）

  

图6　探针FP1与Zn2+的Job′s plot图

  

图7　探针FP1与Zn2+的可能结合机理

2.5　水体样品中Zn2+的检测

采用等物质的量连续变化法(Job′s plot)测定了探针FP1与Zn2+的结合比。在实验中，将Zn2+与FP1的总浓度固定为10μmol/L，然后配制一系列Zn2+与FP1的混合溶液(Zn2+与FP1浓度比分别为1∶9, 2∶8, 3∶7, 4∶6, 5∶5, 6∶4, 7∶3, 8∶2, 9∶1)，再分别测定其荧光发射光谱。由图 6可以看出，当反应体系的荧光强度达到最大值时，所对应的Zn2+物质的量分数为0.5，这表明FP1与Zn2+之间的结合比为1∶1.

 

表1　实际水样中Zn2+的测定

  

水体样品Zn2+加入/(μmol/L)Zn2+测试/(μmol/L)恢复率/%相对标准偏差/%自来水01．002．003．00不能检测1．022．072．93—102．0103．597．7—2．98矿泉水01．002．003．00不能检测0．971．912．95—97．095．598．3—1．45磁湖水01．002．003．00不能检测1．042．092．89—104．0104．596．3—4．52

3　结论

[4]卜露露, 王　晴, 解永树. 锌离子荧光探针研究进展[J]. 应用化学, 2017, 34(12): 1355～1369.

[5]Wang L, Li W X, Zhi W J, et al. A new coumarin schiff based fluorescent-colorimetric chemosensor for dual monitoring of Zn2+ and Fe3+ in different solutions: An application to bio-imaging[J]. Sensors and A Sensors and Actuators B: Chemical, 2018, 260: 243～254.

根据Job′s plot实验的结果和文献报道的类似的Zn2+探针[12]，推测FP1与Zn2+可能的结合机理如图 7所示。一方面，FP1螯合部分中的氮和氧原子与Zn2+的配位阻碍了光诱导电子转移过程；另一方面，Zn2+与FP1结合后，所形成的配合物会保持刚性结构。这两个方面的因素都会导致FP1的荧光增强。

本机制动管减压，平均管、作用管增压，机车制动缸充风产生制动作用。补机接收制动管压力减少的变化，通过DBTV模块停止制动管给辅助风缸充风，并将辅助风缸的风压传送到16TV作用管；补机接收平均管压力增高的变化，通过BCCP给制动缸充风，补机制动

[2]Bush A I, Pettingell W H, Multhaup G, et al. Rapid induction of Alzheimer A beta amyloid formation by zinc[J]. Science, 1994, 265(5177): 1464～1467.

《现代汉语词典》里说：“诚实；规规矩矩”，算是“标准答案”。于我而言，倒更记得幼时老爷子对着识字读本对我中气十足的训诫：老实，就是守规矩。

将FP1与Zn2+溶液按1∶4的摩尔比混合后，每隔30s测一次荧光强度，测试结果如图 5所示。FP1与Zn2+反应1min后，反应体系的荧光强度基本达到饱和，而继续延长反应时间，反应体系的荧光强度几乎保持不变，表明FP1对Zn2+响应快速。取此时荧光强度趋于稳定且加入Zn2+的FP1溶液，用波长为365nm 的紫外灯照射，以不加Zn2+的FP1溶液作对照，可观察到加入Zn2+后，FP1溶液的颜色由无色变成了灰蓝色。这种明显的荧光颜色变化，再次证实FP1对Zn2+有良好的识别作用，可以用于对Zn2+的可视化检测。

本文合成了一种喹啉类荧光增强型探针FP1，它对Zn2+有较高的选择性和灵敏度，抗干扰能力强，响应快速，可实现对Zn2+的可视化检测。此外，FP1也可以应用于实际水样品中Zn2+的测定，具有一定的应用价值。

参考文献:

[6]Erdemir S, Kocyigit O. A novel dye based on phenolphthalein-fluorescein as a fluorescent probe for the dual-channel detection of Hg2+and Zn2+[J]. Dyes and Pigments, 2017, 145: 72～79.

[7]Wechakorn K, Suksen K, Piyachaturawat P, et al. Rhodamine-based fluorescent and colorimetric sensor for zinc and its application in bioimaging[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2016, 228: 270～277.

[8]Chen X M, Jing J Q, Fan F L. Synthesis, crystal structure and fluorescent properties of a novel benzothiazole-derived fluorescent probe for Zn2+[J]. Journal of Chemical Research, 2015,39(11): 661～664.

[9]刘　敏, 谭慧龙, 刘治国, 等. 基于小分子的锌离子荧光分子探针研究进展[J]. 有机化学, 2013, 33(8): 1655～1667.

[10]Zhang Y, Guo X F, Si W X, et al. Ratiometric and Water-Soluble Fluorescent Zinc Sensor of Carboxamidoquinoline with an Alkoxyethylamino Chain as Receptor[J]. Organic Letters, 2008, 10(3): 473～476.

[11]范方禄, 靖金球, 陈雪梅. 一种可视化检测硫化氢的苯并噻唑类荧光增强型探针[J]. 有机化学, 2014, 34(10): 2178～2183.

[12]Song E J, Kang J,You G R, et al. A single molecule that acts as a uorescence sensor for zinc and cadmium and a colorimetric sensor for cobalt[J]. Dalton Transactions, 2013, 42(43), 15514～15520.

去年初移居奥克兰，David想的是在这一新国度寻求平静的生活：养几头奶牛，打理一片院子。如今他如愿以偿地拥有了自己的第一头奶牛，还第一次收获了自家种的橄榄。平静的生活能更有精力地去投入葡萄酒的研究，只是在奥克兰买到国际葡萄酒也并不像在伦敦那么容易，David也得通过物流将他在伦敦酒窖内的葡萄酒运往新西兰。每个周五下午，他会参加Wine-Searcher的跨国葡萄酒专家团队轮流举办的品鉴活动。每个月，公司的盲品小组还会在下班后聚一两次，检验大伙儿的盲品水平……

“本地方言里，郭与穀的发音是一样的。穀这个字难写，现在也没几个人认得了，再说过去的城也没有了，以前那么多的东西，都没有了。”