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稀土螯合物氮氧自由基复合发光探针是一类由发光物质和顺磁物质共价结合而成的化合物。顺磁性氮氧自由基对稀土螯合物的有机配体及中心离子的发光具有很好的猝灭作用。氮氧自由基可以捕集小分子还原性物质或自由基，在顺磁性(paramagnetism)消失的同时，阻断了自身对螯合物发光的猝灭作用，从而可以利用捕集前后荧光信号的变化检测自由基。在此原理的基础上本学位论文利用顺磁标记稀土螯合物探针Tb3+/cs124-DTPA-TEMPO(1)对硫中心自由基和酚类的响应特性，研究发展了基于顺磁标记稀土螯合物荧光响应的硫中心自由基和酚类物质的分析新方法，并探索了新型稀土螯合物氮氧自由基复合探针的设计及合成。本研究主要分为三个部分：
第一部分：参照课题组前期的研究积累，制备、分离提纯得到顺磁标记稀土螯合物Tb3+/cs124-DTPA-TEMPO(1)，考察了其对硫中心自由基的双模式响应。研究表明，过氧化物酶HRP(horse radish peroxidase)在双氧水及苯酚存在时，能够快速有效地氧化谷胱甘肽(GSH)产生谷胱甘肽自由基GS·。Tb3+/cs124-DTPA-TEMPO(1)中的TEMPO顺磁基团对硫中心自由基呈现出快速、灵敏的荧光和顺磁波谱双模式响应，体系的荧光强度增强与GS·的浓度化学计量相关，在荧光增强的同时，可以观测到EPR(Electron Paramagnetic Resonance))信号的猝灭。基于此原理，本文以模拟氧化损伤产生GS·的过程，研究发展了基于Tb3+/cs124-DTPA-TEMPO(1)荧光响应的硫中心自由基分析新方法，方法的检测限为1.5 nM，线性范围10-50 nM。
第二部分：在HRP催化氧化GSH的反应中，存在着酚一酚羟基自由基的循环，这种循环有着信号放大的作用。基于此，本文研究发展了超高灵敏检测酚类的新方法。对实际水样中2，4-二氯苯酚进行加标实验，得回收率为77.4-80.4％，相对标准偏差为1.0—2.2%。为使所建立的分析方法具有高通量的特点，本论文还基于过氧化氢酶分解反应物H202，致使反应终止，得到稳定荧光强度的特点，以过氧化氢酶作为反应时间的调控剂，以达到批量检测的目的，提高了该方法在实际检测领域的实用性。
第三部分：对新型顺磁标记稀土螯合物探针的设计及合成进行探索。Tb3+/cs124-DTPA-TEMPO的细胞实验表明，由于其激发波长位于紫外区，其在应用领域受到限制。为此，设计合成可见光激发的顺磁标记稀土螯合物探针具有重要意义。本文对此作了初步的探索，设计了探针TEM PO-BHHCT-Eu3+-DPBT(14)并完成了部分片段的合成。