摘 要

近几年，由于生物迁移和环境变化的影响，在水环境中的重金属离子也随之呈现复杂多样的化学性质变化现象，干扰了实时分析和检测的准确度和分辨率。基于此问题，开发和研究用于环境水样中重金属离子检测的新型高效快捷装置在食品科学、城市科学和生物化学等许多领域得到了更多科学工作者的重视。在众多的重金属离子检测装置中，罗丹明及其衍生物构成的分子荧光探针因为具有高选择性、高分辨率、高效迅速和成本低的优势获得了大量学者的青睐。重金属离子检测的结果现象通常由分子荧光光谱中呈现，单发射波长的荧光基团使得光谱中斯托克斯位移变小，导致数据识别精确度不高。为了解决罗丹明衍生物斯托克斯位移较小的问题，研究开发了基于双荧光发色团的两种不同发射波长的发射强度比例改变的比率荧光探针，这类荧光探针较大程度的提高了检测的分辨率和准确性。

本文探索研究了以罗丹明B为母体，通过罗丹明B酰肼与1-芘甲醛进行化合反应合成新型罗丹明B类比率荧光探针（RB-4），然后分析了RB-4荧光探针与Hg² 的发光检测时的反应现象和反应机理，并进行数据处理和归纳总结。

关键词：罗丹明B、比率荧光、重金属离子、水环境。

Abstract

In recent years, due to the effects of biological migration and environmental change, heavy metal ions in the water environment also show complex and varied chemical properties, interfere with the accuracy and resolution of real-time analysis and detection. Because of this problem, the development and research of new efficient fast devices for heavy metal ion detection in environmental water samples have received the attention of many scientists in many fields such as food science, urban science and biochemistry. In many heavy metal ion detection devices, the molecular fluorescent probe composed of rhodamine and its derivatives has been favored by a large number of scholars because of its high selectivity, high resolution, high efficiency and low cost. The results of heavy metal ion detection are usually presented in the molecular fluorescence spectrum, and the single-emission wavelengths make the Stokes shift in the spectrum smaller, resulting in poor data recognition accuracy.

This article explores research that a new Rhodamine B ratio fluorescent probe (RB-3) was synthesized by rhodamine B hydrazide and 9-anthracen formaldehyde using rhodamine B as the parent, The reaction phenomena and reaction mechanism of RB-3 fluorescent probe and Hg2 luminescence detection were analyzed，also data processing and induction summary.

Key words: Rhodamine B, Ratio of fluorescence, Heavy metal ion, Water Environment

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1前言 1

1.1.1 重金属概况 1

1.1.2 生态环境重金属离子污染概况 1

1.1.3 水态环境重金属离子污染概况 2

1.1.4 汞离子在生态环境中的现状及对人体的危害 2

1.2环境水样中重金属离子的检测方法 2

1.2.1络合滴定法 2

1.2.2分光光度法 3

1.2.3化学发光分析法 3

1.2.4色谱法 3

1.2.5原子荧光光谱法 4

1.3分子荧光探针技术 4

1.3.1分子荧光探针概述 4

1.3.2荧光共振能量转移原理 5

1.3.3罗丹明B类分子荧光探针概述 5

1.4课题研究的内容和意义 6

1.4.1研究的内容 6

1.4.2研究的意义 6

第二章 实验材料与过程 7

2.1实验材料 7

2.1.1实验试剂 7

2.1.2实验仪器 7

2.2实验过程 7

2.2.1 探针化合物RB-4的合成 8

2. 3 探针化合物RB-4的各种光谱与结构测定过程 8

2. 3.1 核磁共振氢谱（¹H-NMR）测定 8

2.3.2 晶体结构测定 8

2.3.3 紫外可见光谱测定 9

2.3.4 荧光光谱测定 9

第三章 实验结果和总结 10

3.1实验结果 10

3.1.1 探针化合物RB-4氢谱表征分析 10

3.1.2 探针化合物RB-4的晶体结构表征分析 11

3.1.3 探针化合物RB-4的紫外分析 12

3.1.4 探针化合物RB-4的荧光滴定光谱分析 13

3.1.5 探针化合物RB-4与Hg² 的可见光实验分析 14

3.2 实验总结 14

第四章 结论和展望 15

4.1 结论 15

4.2 展望 15

参考文献 16

致谢 18

第一章 文献综述

1.1前言

近几年，科学研究界的学者们研制改良了了许多种类用于环境金属离子检测的化学传感器，这些化学传感器能分别在不同环境下对重金属离子含量进行识别和检测，对水样中的重金属离子检测具有很高效用的分子荧光探针被广泛应用和关注。本文着重针对于环境水样中的重金属离子的检测，在以罗丹明B衍生物为母体的基础上优化设计与1-芘甲醛的化合反应合成新型比率荧光探针，然后分析实验过程与最终产物的表现情况。

1.1.1 重金属概况

重金属在不同的领域因为研究方向差异而有不同的定义^[1]，通用的概念是密度大于等于5g/cm³的金属，我们日常生活中碰见的大多数金属都是重金属。日常生活中提到的重金属多半是指有毒重金属，重金属大多具有较为稳定的化学性质。值得一提的是，由于类金属砷^[2]对活的生物有严重的毒理效应，因此砷也被列入重金属中。