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分子荧光化学传感器又称分子荧光探针，由于其具有选择性好，灵敏度高，可以进行实时的检测等优点，使其成为近几十年来科学研究的热点。尤其是与医疗手段的配合使用，更使得荧光方法得到越来越多的关注。 利用荧光手段检测锌离子(Zn2+)并将其应用到生物领域有着非常诱人的发展前景。因此此类荧光探针也受到了化学及医学界广泛的关注。尽管到目前为止，基于各种各样荧光团的锌离子荧光探针已经被设计和合成出来了，但开发具有强的结合能力和高的对于锌离子选择性的探针仍然具有很大的吸引力。本论文主要利用喹啉作为荧光团来设计具有锌离子选择性的探针。因为锌离子和镉离子处于同一主族，具有很相近的性质，基于喹啉的小分子探针在有效的区分这两种离子方面存在一些挑战。本论文的主要工作就是解决这一常见的问题。 首先，设计并合成了基于8-氨基喹啉衍生物的荧光探针R-1。此探针以8-氨基喹啉作为发光基团，2-胺甲基吡啶作为识别基团连接其上。在水溶液中，R-1能够同时检测锌离子和镉离子。在HEPES缓冲溶液中，只有锌离子和镉离子在497nm处产生荧光的增强并伴随着荧光红移。其检测机理是锌离子或镉离子引起的分子内电荷转移引起了荧光的变化。随后在含有镉离子的荧光溶液中加入Cys（半胱氨酸），此时497nm处的荧光消失，同时在420nm处出现荧光增强。相反，含锌离子的荧光溶液在加入Cys后，没有变化。我们进一步做了荧光共聚焦显微实验，表明R-1可以用于细胞内锌离子和镉离子的实时检测。 紧接着我们设计合成了另一种对于锌离子有高的灵敏度和选择性的比率荧光探针QA。QA是一个比率荧光探针，通过两个不同波长处荧光强度变化的比值来进行检测。在结合锌离子后，通过“分子内电荷转移”和“荧光共振能量转移”两种机理的作用，产生荧光变化。Zn2+的浓度在0μM-40μM之间时，I497nm/I420nm荧光比率与锌离子的浓度之间存在很好的线性关系。计算得到检测限为33.6nm。细胞成像实验表明QA能够穿透细胞且能够检测细胞内的锌离子而不受镉离子的影响。