・７６・ 山东化工 ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１６年第４５卷 铜离子荧光分子探针 马娅 ，马丽娜 （１．兰州石化职业技术学院，甘肃兰州 ７３００６０；２．定西市卫校，甘肃定西 ７４３０００）一 摘要：铜离子是一种广泛存在于生物体和环境的金属离子，但其含量过高对生物体和环境是有害的因此对其检测具有非常重要的意义。 目前，对铜离子的检测有很多种方法，而荧光光谱法有选择性好、灵敏度高、响应时间短等优点而受到了越来越多人的关注。本文主要 介绍几种常见的铜离子荧光分子探针。 关键词：铜离子；荧光；分子探针 中图分类号：０６５７．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—０２１Ｘ（２０１６）２１—００７６—０１ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｃｏｐｐｅｒ Ｉｏｎ Ｍａ ．Ｍａ Ｌｉｎａ （１．Ｌａｎｚｈｏｕ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｅａｌｔｈ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｄｉｎｇｘｉ Ｃｉｔｙ，Ｄｉｎｇｘｉ ７４３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｂｕｔ ｉｔｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｔｏｏ ｈｉｇｈ ｔｏ ｂｅ ｈａｒｍｆｕｌ ｔｏ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳＯ ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｇｏｏｄ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ｓｈｏａ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｓｏｍｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｐｒｏｂｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎ；ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ；ｓｅｎｓｏｒ 铜离子是一种重要的金属离子，生物体内存在适量的ｃｕ 有利于保证机体的正常代谢，但是含量过高会引发许多生理疾 病，如门克斯（Ｍｅｎｋｅｓ）和威尔逊氏（Ｗｉｌｓｏｎ）病。在环境当中也 子络合，因此在检测ｃｕ 时通常选择胺及酰胺作为识别基团。 ２００５年，Ｘｕ等 报道了运用比色法检测ｃｕ 的荧光分子探针 １。当探针和铜离子络合后共轭的氮原子对荧光团供电子能力 减弱，荧光最大发射峰位置红移，荧光由黄绿色变成了红色。 作者利用络合前后的这种变化实现了对铜离子的特异性检测。 ２００６年，Ｗｅｎ等 成功制备了的酰胺类荧光分子探针２，当向 该荧光探针中加入ｃｕ“时，体系的荧光强度增强，荧光最大发 射峰位置蓝移６５ ｎｍ。该探针能灵敏的检测铜离子。 广泛的存在铜离子，虽然浓度不高，但长期的聚集以及未及时 有效地降解会引发毒性效应，所以铜离子常被认定为一种环境 污染的离子。因此对铜离子的检测具有非常重要的意义。 目前，对铜离子的检测有很多方法，例如：原子吸收光谱 法、电化学法、纳米传感器、荧光光谱法等。其中荧光光谱法有 选择性好、灵敏度高、响应时间短等优点。因此，将一些荧光物 质适当的修饰后形成新的荧光分子探针，并用于金属离子检测 受到了越来越多人的关注。常见的铜离子荧光分子探针有：胺 和酰胺类、罗丹明类、基于纳米微粒的Ｃｕ 荧光传感器类等。 ２基于罗丹明的铜离子荧光分子探针 由于罗丹明及其衍生物在结构上的特点，使得它被广泛应 用于荧光分子探针的设计中。当罗丹明类衍生物在中性或碱 性条件时，处于内酰胺螺环结构状态，在长波长处没有吸收和 荧光；而在酸性条件下，罗丹明质子化使得内酰胺螺环结构被 打开，并且在长波长处有吸收且有较强的荧光。２００９年，Ｚｈａｏ １ 基于胺及酰胺的铜离子荧光分子探针 等 基于罗丹明衍生物的开闭环引起荧光变化合成了一个新 型的荧光探针３，该探针对铜离子有高的选择性（图２），作者还 使用该探针检测水中的铜离子及肝细胞的成像。 ｌ ２ ３３＋Ｃｕ 图１ 基于胺及酰胺的铜离子荧光分子探针 胺与酰胺中所含的氮有给电子能力，能和有空轨道的铜离 收稿日期：２０１６—０９—２０ 图２荧光分子探针２的铜离子识别机理 （下转第７８页） 作者简介：马娅（１９８７一），女，甘肃定西人，硕士研究生，主要研究方向为化学与生物传感器。 ・７８・ 山东化工 ＳＨＡＮＤ０ＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１６年第４５卷 送系统嵌入东营市科技局网站中。 建立资金支撑体系，形成多渠道、多元化、多层次的资金运 ３．４建立信息反馈机制 只有及时了解用户信息需求的动态，才能准确的为用户提 供个性化、用户满意的信息推送服务。为此，要建立以用户为 中心的信息反馈机制，及时将用户的最新需求反馈至信息收集 人员等。针对不同用户采用不同的信息反馈方式，如针对领导 可以采用直接询问的方式，了解领导近期对石油装备信息的需 作机制，为石油装备科技文献信息推送服务提供一条可持续发 展的资金投入保障机制。以政府注入资金为主导，企业投入资 金为主体，同时政府应当制定相关政策，鼓励、引导社会力量积 极参与到科技推送服务过程中，作为共享资金的有力补充，为 石油装备科技文献信息推送服务的有效顺利开展提供资金 支撑。 求情况；针对以邮件推送方式的用户，可以以邮件的方式发送 调查问卷并及时查看反馈情况；针对频道式推送及门户网站式 推送的用户，可以采用多播技术和广域网技术，主动跟踪用户 ４．４人才是关键 人才是实现科技信息推送服务的关键。石油装备科技文 献信息推送服务的人才队伍是指石油装备科技信息的收集、整 理、加工、推送人员以及参与科技信息推送系统建设的技术人 员等，他们是信息推送服务中最重要的支撑条件。为此，要努 力营造良好的环境，大力引进专门人才，完善人才评价机制，建 立有效的激励机制，建立规范的管理制度，不断提高从业人员 的信息查询行为、计算机操作行为、网络检索行为等，提高捕获 用户需求的准确性、动态性、智能性和主动性。专门人员负责 反馈信息的整理，及时反馈至信息收集人员等。此外，这样加 强了与用户的及时交互和反馈，用户可以定性定量的对推送服 务效果进行评价，从而改变推送质量，进一步提高服务水平。 的专业化水平和业务素质，逐步形成一支稳定精干的石油装备 科技文献信息推送服务的专业化队伍。 参考文献 ［１］王培风．ｐｕｓｈ技术与图书馆信息推送服务［Ｊ］．科技情报开 发与经济，２００５，２５（１０）：５０—５１． ４东营市石油装备科技文献信息推送服务的措施 ４．１政府是主导 科技资源是科学技术发展的基础条件，是国家科技进步和 科技创新的保障和支撑，已经成为国家间竞争的一种重要战略 资源。因此，政府在开展石油装备科技文献信息推送服务过程 中，要发挥主导作用。通过制定政策、法规或建立电子政务平 台等鼓励和引导科技信息推送服务的开展。 ［２］罗娟，唐晓东，刘丽华，等．网络环境下医院电子阅览室信 息推送服务的建构与实现［Ｊ］．中华医学图书情报杂志， ２００２，１１（３）：３０—３１． ４．２网络是载体 网络具有跨时空、跨地域的优势，它不但可以使资源推送 服务的方式多样化、准确化，而且可以使信息推送更加快捷和 ［３］米海燕．论高效图书馆个性化信息服务［Ｊ］．赤峰学院学报： 汉文哲学社会科学版，２００４（５）：７２—７３． ［４］杨向明．网络时代信息推送技术及相关问题［Ｊ］．图书馆研 究，２００５，３５（３）：７９—８０． 方便。因此，要加强网络支撑体系的建设。同时，科技资源的 拥有者和需求者应充分认识和利用网络的桥梁作用，着力构筑 服务于用户个性化需求的优质网络科技环境。 （本文文献格式：马艳萍。刘朋朋，谢永明．石油装备科技文献信 息推送技术现状研究［Ｊ］．山东化工。２０１６，４５（２１）：７７—７８．） ４．３资金是保障 （上接第７６页） ｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒ ｗｉｔｈ ａ ｌａｒｇｅ ｒｅｄ—ｓｈｉｔｆ ｉｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ：Ｃｕ（ＩＩ）一ｏｎｌｙ ｓｅｎｓｉｎｇ ｂｙ ｄｅｐｒｏｔｏｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ａｍｉｎｅｓ ａｓ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ３ 基于纳米微粒的荧光分子探针 ２００９年，Ｄｏｎｇ等 设计制备了将喹啉基连接到碳纳米管 上的荧光分子探针，通过对比试验发现Ｃｕ 和纳米微粒分子探 ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ ｔｏ ｎａｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ［Ｊ］．Ｏｒｇ Ｌｅｔｔ，２００５， １４（７）：３０２９—３０３２． 针具有较强的络合能力，其它金属离子的存在也不会干扰铜离 子的检测。而当铜离子浓度达到１０～ｍｏｌ・Ｌ 时，探针的荧光 ［２］Ｗｅｎ Ｚ Ｃ，Ｙａｎｇ Ｒ，Ｈｅ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ａ ｈｉｇｈｌｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｌｆｕｏｒｏｉｏｎｏｐｈｏｒｅ ｆｏｒ Ｃｕ ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｍｕｎ，２００６ （１）：１０６—１０８． 猝灭达到了９５％。该荧光分子探针对铜离子的检测具有较高 的选择性和灵敏性。 ［３］Ｚｈａｏ Ｙ，Ｚｈａｎｇ Ｘ Ｂ，Ｈａｎ Ｚ Ｘ，ｅｔ ａ１．Ｈｉｇｈｌｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ ａｎｄ ｏｆｆ—ｏｎ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ２０１０年，Ｌａｎ等 合成了一个新颖的、简单的、方便的水溶 性ＤＮＡ—Ａｇ ＮＣｓ分子探针来检测铜离子。该探针具有高的灵 敏性（检测限８ ｎｍｏｌ・Ｌ ）、高的选择性（比其它金属离子高 ｃｕ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｖｉｎｇ ｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２００９，８１（１６）：７０２２—７０３０． ３５０倍），并且可以方便的检测池塘水和石油样品中的铜离子。 这种分子探针避免了荧光分子探针的复杂设计并可以用于有 机物中铜离子的检测。 ［４］Ｄｏｎｇ Ｚ，Ｊｉｎ Ｊ，Ｚｈａｏ Ｗ，ｅｔ ａ１．Ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ ｇｒｏｕｐ ｇｒａｆｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｌｆｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｆ ｏＣｕ ｉｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｓｕｒｆ Ｓｃｉ，２００９，２５５（２３）：９５２６—９５３０． 近年来，ｃｕ“荧光分子探针的研究飞速发展，新型材料的 设计合成使得ｃｕ 检测的领域不断拓宽，研究已逐步深入实际 ［５］Ｌａｎ Ｇ Ｙ，Ｈｕａｎｇ Ｃ Ｃ，Ｃｈａｎｇ Ｈ Ｔ．Ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓ ａｓ ｌｆｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｐｒｏｂｅｓ ｆｏｒ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ 环境和生物体内。今后，具有高灵敏度、高选择性、光稳定性好 和良好水溶性等优点的ｃｕ 荧光分子探针的设计及应用研究 仍是人们关注的重要课题。 ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｍｕｎ，２０１０，４６（８）：１２５７—１２５９． （本文文献格式：马娅。马丽娜．铜离子荧光分子探针［Ｊ］．山 参考文献 ［１］Ｘｕ Ｚ，Ｑｉａｎ Ｘ，Ｃｕｉ Ｊ．Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ ａｎｄ ｒａｔｉｏｍｅｔｒｉｃ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ 东化工。２０１６，４５（２１）：７６，７８．）