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摘 要

亚硫酸盐是一种普遍存在于各个行业的重要的抗氧化剂、抗菌剂和食品添加剂。虽然它在日常生活中很多用处，但是它对环境和人体健康产生的巨大威胁也必须尽快采取措施。尽管目前已经出现了很多有机荧光探针用于选择性检测亚硫酸氢根。但是，目前还是没有高效的检测技术可以用来快速准确的检测亚硫酸氢根。因此设计一种准确、快速的检测探针已经了成为降低亚硫酸盐恶劣影响的首要目标。

本文提出了一种基于咔唑的比色荧光探针CBB，以亲核加成为响应机理，用于亚硫酸氢盐的检测。CBB不仅可以用来检测亚硫酸氢根，而且具有出色的传感特性，包括高选择性和灵敏度，快速响应（5s）。

关键词：荧光探针；亚硫酸氢根；聚集诱导发光

A fluorescent probe for the detection of bisulfite with aggregation-induced emission（AIE )

Abstract

Sulfite is an important antioxidant, antibacterial agent and food additive that is ubiquitous in various industries.Although it has many uses in daily life, it must also take measures to pose a huge threat to the environment and human health. Although many organic fluorescent probes have appeared for the selective detection of bisulfite. However, there is currently no efficient detection technology that can be used to quickly and accurately detect bisulfite. Therefore, designing an accurate and rapid detection probe has become the primary goal to reduce the adverse effects of sulfite.

In this paper, a carbazole-based colorimetric fluorescent probe CBB with nucleophilic addition as the response mechanism is proposed for the detection of bisulfite. CBB can not only be used to detect bisulfite, but also has excellent sensing characteristics, including high selectivity, sensitivity and fast response (5s).

Key words：Fluorescent probe;Bisulfite;Aggregation-induced emission

目录

第一章 综述 1

1.1 前言 1

1.2 荧光分子探针分析方法 2

1.3 传统亚硫酸氢根检测方法的不足及荧光探针的优越性 2

1.4 亚硫酸氢根荧光探针研究成果 3

1.5 本论文的研究成果 7

第二章 荧光探针CBB的合成与性质研究 8

2.1 引言 8

2.2实验部分 9

2.2.1仪器及试剂 9

2.2.2 CBB的合成 10

2.3结构表征及分析 12

2.3.1探针CBB用于亚硫酸氢根检测的设计原理 12

2.3.2探针CBB对亚硫酸盐紫外-可见滴定光谱性质的研究 13

2.3.3探针CBB对亚硫酸盐荧光光谱性质的研究 14

2.3.4探针CBB 关于AIE性质的研究 15

2.4 本章小结 15

第三章 结论与展望 16

3.1 结论 16

3.2展望 16

参 考 文 献 17

致 谢 20

第一章 综述

1.1 前言

随着现代化工业的发展，化石燃料被大量开发利用来提供能源以进行日常生产，由此产生了大量的诸如SO₂,CO,NO₂等有害气体，而其中SO₂其作为一种酸性气体，会引起酸雨、水污染、建筑物腐蚀等问题，严重时甚至会威胁人类的健康，造成了极为严重的环境和社会问题^[1-4]。SO₂还与哺乳动物的某些器官损伤有着密切的联系，其中包括呼吸系统、神经系统和心血管系统，与此同时还产生了一种不可或缺的化合物---亚硫酸盐。

亚硫酸盐在印染工业中，是一种十分常见的脱氧剂和漂白剂，用来煮炼棉织物，而且它还在葡萄酒行业中作为一种抗氧化剂和抗菌剂用来保证葡萄酒可以在长时间的保存中保持风味^[5]。而且亚硫酸盐作为食品添加剂也有很长一段时间的历史，其常常作为防腐剂用来抑制食品中氧化酶的活力，防止氧化酶破坏食物中的营养成分或者避免食物颜色发生改变^[6-7]。同时它也是一种能用于酸性条件下的抗菌剂。但是用处极多的亚硫酸盐排放到环境中则会高温分解盐产生硫化物烟气会引起人类严重的过敏反应并导致气喘，还对眼睛，皮肤，粘膜有刺激作用。

但是人体内的亚硫酸根离子来源并非全部来自外部摄入，人体自身代谢也会产生,但人体代谢产生的亚硫酸根离子不会对人体产生危害，因为人体内存着亚硫酸氧化酶可以将亚硫酸根离子氧化成对人体无害的硫酸根离子后排出体外。（亚硫酸氧化酶主要分布于肝脏脏,少量分布于心、肺和细胞线粒体中，是人体内部必不可少的一种酶），所以人体自身产生的的亚硫酸根会经由亚硫酸氧化酶催化后与血液中的氧结合生成无毒害的硫酸根离子（SO₄^2-），由于人体内部有亚硫酸氧化酶的存在，所以正常情况下普通人一天摄入小于1g亚硫酸盐时不会出现害处,但是如果食用量达到4～6g就会出现慢性中毒的症状，造成胃肠障碍,从而发生腹泻，头疼等,食用量如过超过6g的话甚至会出现肾脏障碍以及血液中的红血球和血红蛋白数量急剧减少等症状。

亚硫酸盐会对人体和自然环境产生恶劣影响但却又是一种在人类社会中用处广泛的抗氧化剂、抗菌剂和食品添加剂，因此人们总会不经意的摄入或者被排放到环境中造成环境污染，而目前仅有化学发光法、色谱法、毛细管电泳法、分光光度法等传统方法用来检测亚硫酸氢根，仍然缺乏一种高效的检测方法可以用来快速检测亚硫酸氢根，所以开发一种便捷、高效的检测方法成为目前解决亚硫酸盐危害的当务之急，而当前科研界广泛研究的比色荧光探针作为一种新兴的高效检测方法，因为其仪器简单，操作方便，分析快捷，灵敏度高，方法无损，成本低，高选择性，甚至可以肉眼直接观察的优点，使得其非常适合作为解决该问题的首选研究对象^[8-12]。

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