一种快速响应型近红外光电活性受体及其合成方法与应用

本发明属于光电功能材料技术领域，具体涉及一种快速响应型近红外光电活性受体及其合成方法与应用。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

重金属汞不会自然降解，是一种具有很强生理毒性的环境污染物。生物从环境中摄取汞，经过食物链的生物放大效应，进入人体蓄积，导致中枢神经系统、肾脏以及内分泌系统的疾病，严重威胁人类的健康。因此，快速、灵敏、高选择性监测hg²⁺离子对环境保护及人类健康具有重要的意义。

目前，荧光探针技术凭借其分析灵敏度高和易于实施细胞成像等特点而被广泛用于hg²⁺离子的检测，尤其是发射波长在650-900nm范围的近红外荧光探针，用于活体检测或生物样品分析具有更大的优势，原因在于生物样品在此波长范围内的光吸收及自发荧光更弱，使分析检测免受背景荧光的干扰。此外，近红外光的能量更低，可减少对生物组织的光损伤。因此，具有更好的应用前景。

硅杂罗丹明的发射波长位于650-720nm，是构建近红外荧光探针的理想光信号平台。基于硅杂罗丹明的荧光探针不仅具有满足生物样品检测要求的近红外光谱特性、背景荧光干扰更小，而且其螺环“开-关”控制对ph的敏感性更低，更适用于生物体系进行细胞成像分析(zhao,m.；guo,y.-s.；xu,w.-n.；zhao,y.-f.；xie,h.-y.；li,h.-j.；chen,x.-f.；zhao,r.-s.；guo,d.-s.trend.anal.chem.2020,122,115704(1-24))。显然，开发基于硅杂罗丹明的新型近红外荧光探针，对生态环境和生物体系中特定目标底物的高效、安全检测具有非常重要的意义。

近年来，人们基于硅杂罗丹明设计合成了几种对hg²⁺离子具有选择性识别的近红外荧光探针((1)wang,t.；zhao,q.-j.；hu,h.-g.；yu,s.-c.；liu,x.；liu,l.；wu,q.-y.chem.commun.2012,48,8781-8783.(2)zhao,m.；guo,y.-s.；xu,w.-n.；zhao,y.-f.；xie,h.-y.；li,h.-j.；chen,x.-f.；zhao,r.-s.；guo,d.-s.trend.anal.chem.2020,122,115704(1-24).(3)zhao,m.；guo,y.-s.；fu,g.-d.；x.,a.-q.；shao,q.-h.；wang,q.；guo,d.-s.spectrochim.actaparta2021,248,119252(1-8)。然而，这些探针对目标底物的检测很难达到即时响应的水平，限制了此类近红外荧光探针在细胞及活体成像方面的应用效果。因此，亟需开发快速响应型近红外荧光探针，更好应用于环境和生物分析。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种快速响应型近红外光电活性受体及其制备方法与应用，其特征是以酰基硫脲为桥联基团将蒽醌与硅杂罗丹明螺内酰胺组合成快速响应型近红外光电活性受体，基于hg²⁺离子特异性脱硫环化反应，开启硅杂罗丹明螺内酰胺环，实现了对水相中hg²⁺离子的多模式高灵敏度特异性检测。该近红外光电活性受体不仅具有高灵敏度专一识别hg²⁺离子的特点，而且具有对hg²⁺离子即时响应的性能，应用前景广阔。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种快速响应型近红外光电活性受体，其结构式如下：

第二方面，本发明提供上述快速响应型近红外光电活性受体的制备方法，包括硅杂罗丹明螺内酰肼与蒽醌-2-甲酰基异硫氰酸酯经过加成反应，生成所述近红外光电活性受体的步骤。

第三方面，提供上述快速响应型近红外光电活性受体在检测水相或活体细胞或活体动物中hg²⁺离子的应用。

第四方面，提供一种利用所述快速响应型近红外光电活性受体在检测活体细胞或活体动物中hg²⁺离子浓度变化的方法，包括如下步骤：

(1)将活体细胞或活体动物先用上述快速响应型近红外光电活性受体孵育，然后用不同浓度的hgcl2水溶液继续孵育，并进行荧光共聚焦成像分析；

(2)通过测量或比较活体细胞或活体动物中荧光强度的改变程度来确定hg²⁺离子的浓度。

与现有技术相比，本发明的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：

本发明基于hg²⁺离子的亲硫本质，设计酰基硫脲兼作分子识别中心和桥联单元将硅杂罗丹明螺内酰胺与蒽醌精准连接，经一步加成反应构建了快速响应型近红外光电活性受体。该近红外光电活性受体实现了对hg²⁺离子的多模式高灵敏度特异性检测，对hg²⁺离子的最低检出限为6.7nm，尤其是蒽醌基团的引入使受体对hg²⁺离子的检测达到了即时响应的效果，响应时间小于10s。此外，硅杂罗丹明的引入不仅使受体具备近红外荧光的特征，而且使其化学与生物稳定性更好，提升了受体对hg²⁺离子检测的抗干扰能力，不受干扰离子和碱性环境的影响，检测ph范围更宽(ph4.17-14.0)，更适用于生命体系的荧光成像分析。因此，该近红外光电活性受体被成功用于活体细胞及斑马鱼中hg²⁺离子的荧光成像分析。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例2基于实施例1制备的受体及其与不同待测离子作用的紫外-可见吸收光谱。

图2为本发明实施例2基于实施例1制备的受体及其与不同待测金属离子作用的溶液颜色照片，图中编号1-21依次代表li⁺,na⁺,k⁺,cs⁺,mg²⁺,ca²⁺,sn²⁺,pb²⁺,cu²⁺,ag⁺,zn²⁺,cd²⁺,hg²⁺,fe²⁺,fe³⁺,co²⁺,ni²⁺,la³⁺,ce³⁺,nd⁺和eu³⁺。

图3为本发明实施例3基于实施例1制备的受体及其与不同浓度hg²⁺离子作用的紫外-可见吸收光谱，其中，插图表示受体与hg²⁺离子的浓度在不同比值下的job’splot。

图4为本发明实施例4基于实施例1制备的受体对hg²⁺离子的响应时间。

图5为本发明实施例5基于实施例1制备的受体及其与不同待测离子作用的荧光光谱。

图6为本发明实施例6基于实施例1制备的受体及其与不同浓度hg²⁺离子作用的荧光光谱，其中，插图表示681nm处不同浓度hg²⁺离子的荧光发射光谱强度。

图7为本发明实施例7基于实施例1制备的受体及其与1.0当量hg²⁺离子作用的差分脉冲伏安谱。

图8为本发明实施例8基于实施例1制备的受体在细胞内与不同浓度hg²⁺离子作用前后的荧光成像。

图9为本发明实施例9基于实施例1制备的受体在斑马鱼内与不同浓度hg²⁺离子作用前后的荧光成像。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，目前亟需研究开发快速响应型近红外光电活性受体用于特定底物的高效检测。本发明人以硅杂罗丹明为近红外荧光基团，以酰基硫脲基团作为分子识别中心和桥联结构，与蒽醌基团组合构建了一种快速响应型近红外光电活性受体。该受体的合成方法简单、收率高，实现了对hg²⁺的多模式高灵敏度特异性检测。此外，受体的荧光发射波长为681nm，具有优异的近红外荧光特性，检测ph范围宽(ph4.17-14.0)，不受干扰离子和碱性环境的影响，尤其是响应时间短(<10s)，特别适合生命体系的荧光成像分析。因此，该近红外光电活性受体具有生物荧光成像及生态环境、食品中hg²⁺离子检测的良好应用前景。

鉴于此，本发明提出一种快速响应型近红外光电活性受体，其化学结构式如下所示：

本发明受体的设计：基于hg²⁺离子的亲硫化学特性，设计酰基硫脲单元作为分子识别中心和桥连基团将硅杂罗丹明螺内酰胺与蒽醌组合成了近红外光电活性受体。目的是基于hg²⁺离子高选择性促进酰基硫脲结构中c＝s脱硫环化反应，并开启硅杂罗丹明螺内酰胺环，产生近红外荧光发射，引起电化学响应。经优化分析条件实现了对hg²⁺离子的多模式高灵敏度特异性检测，具有即时响应的效果。

第二方面，本发明提供上述快速响应型近红外光电活性受体的制备方法，包括硅杂罗丹明螺内酰肼与蒽醌-2-甲酰基异硫氰酸酯经过加成反应，生成所述近红外光电活性受体的步骤。

硅杂罗丹明螺内酰肼的化学结构式为：

蒽醌-2-甲酰基异硫氰酸酯的化学结构式为：

其中，硅杂罗丹明螺内酰肼、蒽醌-2-甲酰基异硫氰酸酯为本领域技术人员可通过常规方法进行制备得到的现有物质，在此并不需要特别的限定。例如，硅杂罗丹明螺内酰肼可通过文献(mao,g.-j.；liang,z.-z.；bi,j.；zhang,h.；meng,h.-m.；su,l.；gong,y.-j.；feng,s.；zhang,g.anal.chim.acta2019,1048,143-153.)方法制备得到；蒽醌-2-甲酰基异硫氰酸酯可参照文献(lau,h.；hart,h.j.org.chem.1959,24,280-281.)提供的方法制备得到。

在一些实施例中，蒽醌-2-甲酰基异硫氰酸酯与硅杂罗丹明酰肼在有机溶剂中反应，反应结束后提取、洗涤、干燥、去除溶剂，将剩余物分离得到目标受体。

进一步的，所述有机溶剂为dmf、thf、乙醚中的一种或多种的混合物。

进一步的，反应的温度为0-30℃，反应的时间为1-3h。

进一步的，反应实施过程中，还包括采用薄层层析跟踪反应进程。

在一些实施例中，采用thf、乙醚或二氯甲烷对反应液进行提取，得提取液。

进一步的，将提取液用饱和食盐水洗涤。

在一些实施例中，采用柱层析分离方法对剩余物进行分离，得到的土黄色粉末为目标受体。

在优选的实施例中，对剩余物进行柱层析分离所用的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂。

进一步的，乙酸乙酯和石油醚的体积比为1:1-3。

第三方面，提供上述快速响应型近红外光电活性受体在检测水相或活体细胞或活体动物中hg²⁺离子的应用。

具体的，可通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、比色和电化学方法选择性检测水相中的hg²⁺离子。

本发明通过紫外-可见吸收光谱技术选择性检测水相中hg²⁺离子的方法为：

(1)所述受体与待测样品充分接触形成含有受体与hg²⁺反应产物的检测体系；

(2)测量所述检测体系的紫外-可见吸收光谱，确定所述样品中hg²⁺的含量。

本发明通过荧光光谱技术选择性检测水相中hg²⁺离子的方法为：

(1)所述受体与待测样品充分接触形成含有受体与hg²⁺反应产物的检测体系；

(2)测量所述检测体系的荧光发射光谱，确定所述样品中hg²⁺的含量。

本发明通过比色技术选择性检测水相中hg²⁺离子的方法为：

(1)所述受体与待测样品充分接触形成含有受体与hg²⁺反应产物的检测体系；

(2)通过比较或测量所述检测体系颜色改变程度来确定所述样品中hg²⁺的含量。

本发明通过电化学技术检测水相中hg²⁺离子的方法为：

(1)所述受体与待测样品充分接触形成含有受体与hg²⁺反应产物的检测体系；

(2)测量所述检测体系的电化学性质，确定所述样品中hg²⁺的含量。

电化学测定采用标准单室三电极体系，以n-bu4npf6为支持电解质，在室温条件下利用差分脉冲伏安(dpv)进行测定所述检测体系的电化学性质。

经过大量实验分析验证，所述受体检测水相中hg²⁺离子时，至少不受下列离子的干扰：li⁺,na⁺,k⁺,cs⁺,mg²⁺,ca²⁺,sn²⁺,pb²⁺,cu²⁺,ag⁺,zn²⁺,cd²⁺,fe²⁺,fe³⁺,co²⁺,ni²⁺,la³⁺,ce³⁺,nd⁺,eu³⁺,f^-,cl^-,br^-,i^-,h2po4^-,hso4^-,aco^-,no3^-。

受体的应用：本发明所设计合成的快速响应型近红外光电活性受体，其检测性能采用以下过程进行评价：

紫外-可见吸收光谱评价：首先分别配制一定浓度受体的dmf溶液和一定浓度待测离子的水溶液，然后取等摩尔量的受体溶液与待测离子溶液混合后用pbs/dmf缓冲溶液稀释至10.0μm，实验测定波长范围为300-800nm，分别测定其紫外-可见吸收光谱。结果表明，只有加入hg²⁺离子时，在658nm处会出现一个新的紫外-可见吸收峰，其波长位于近红外光区，而其他待测离子的加入并没有引起吸收光谱的明显变化，因此受体可以实现对hg²⁺离子的选择性识别。

在此基础上，考察了受体对hg²⁺离子的响应时间。结果表明，加入hg²⁺离子的瞬间，体系的紫外吸收强度即可达到较高数值，10s后紫外吸收强度就趋于稳定。因此，该受体可对hg²⁺离子进行实时检测。

荧光光谱评价：首先分别配制一定浓度受体的dmf溶液和一定浓度待测离子的水溶液，然后取等摩尔量的受体溶液与待测离子溶液混合后用pbs/dmf缓冲溶液稀释至5.0μm，以659nm为激发波长，分别测定670-900nm范围内荧光发射光谱。结果表明，受体仅对hg²⁺离子具有荧光响应，在681nm处出现强的荧光发射峰，而对其他待测离子均无响应，说明该受体能特异性识别hg²⁺离子，且荧光发射波长位于近红外区，具有光毒性低、组织穿透能力强的特性。

在此基础上，通过荧光滴定技术测得受体对hg²⁺离子的最低检出限为6.7nm。

电化学评价：电化学实验采用标准单室三电极体系，测试中以n-bu4npf6为支持电解质、h2o/dmf＝1:9(v/v)为溶剂，采用差分脉冲伏安(dpv)技术评价受体对hg²⁺离子的电化学识别响应性质。结果表明，受体的氧化峰电位：epa＝785mv，当向受体溶液中加入1.0当量hg²⁺离子时，其氧化峰电位：epa＝750mv，二者峰电位差为35mv，说明该受体对hg²⁺离子表现出明显的电化学识别响应。

本发明的受体荧光发射波长为681nm，不仅具备了很好的近红外显色能力和荧光响应特性，而且对hg²⁺离子的识别不易受干扰离子和碱性环境的影响，适合检测的ph范围更宽(ph4.17-14.0)，具有多模式高灵敏度特异性检测特点，尤其是响应时间短，在生物学研究领域更具有应用潜力。

第四方面，提供一种利用所述快速响应型近红外光电活性受体在检测活体细胞或活体动物中hg²⁺离子浓度变化的方法，包括如下步骤：

(1)将活体细胞或活体动物先用上述快速响应型近红外光电活性受体孵育，然后用不同浓度的hgcl2水溶液继续孵育，并进行荧光共聚焦成像分析；

(2)通过测量或比较活体细胞或活体动物中荧光强度的改变程度来确定hg²⁺的浓度。

具体的，检测活体细胞中hg²⁺离子的方法，步骤为：

(1)将hela细胞先用上述快速响应型近红外光电活性受体孵育，然后用不同浓度的hgcl2水溶液继续孵育；

(2)孵育结束，以649nm为激发波长，对细胞进行荧光成像，收集660-740nm范围的红色通道荧光，通过比较或测量荧光强度改变程度以确定所述细胞中hg²⁺的含量。

检测斑马鱼中hg²⁺离子的方法，步骤为：

(1)将斑马鱼先用上述快速响应型近红外光电活性受体孵育，然后用不同浓度的hgcl2水溶液继续孵育；

(2)孵育结束，以649nm为激发波长，对斑马鱼进行荧光成像，收集660-740nm范围的红色通道荧光，通过比较或测量荧光强度改变程度以确定所述斑马鱼中hg²⁺的含量。

为使本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

受体的合成

在装有搅拌磁子和n2导管的50ml两口瓶中，加入硅杂罗丹明螺内酰肼(0.177g,0.4mmol)、蒽醌-2-甲酰基异硫氰酸酯(0.586g,2.0mmol)和dmf(5ml)，搅拌反应。薄层层析跟踪反应进程，反应结束后，将反应混合物倒入冰水中，用二氯甲烷提取，提取液用饱和食盐水洗涤，无水mgso4干燥，滤除干燥剂，滤液减压蒸除溶剂，剩余物经硅胶色谱柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚＝1:2,v/v,rf＝0.2)，得土黄色固体粉末(本发明所述的受体)0.190g，产率64.4％，熔点:171℃(分解)。

ir(cm^–1):vmax3222(n-h),1719(c＝o),1671(c＝o),1353(c＝s).¹hnmr(400mhz,cdcl3,tms)δ11.41(s,1h),9.06(s,1h),8.52-8.51(m,1h),8.31-8.22(m,3h),8.06-8.03(m,1h),7.95-7.92(m,1h),7.78-7.74(m,2h),7.39-7.34(m,2h),6.97-6.88(m,3h),6.79(s,2h),6.61-6.58(m,2h),2.92(s,12h),0.51(s,3h),0.38(s,3h).¹³cnmr(100mhz,cdcl3,tms)δ181.8,181.5,179.6,170.9,164.9,164.1,153.7,148.6,136.4,135.9,135.8,134.4,134.4,133.5,133.2,133.0,132.9,132.5,130.2,128.9,127.9,127.8,127.5,127.3,127.2,126.0,123.9,123.2,115.2,114.5,73.7,40.0,0.8,-0.2.hr-ms:m/z[m+h]⁺:calcd.forc37h39fen5o2si:736.2336；found:736.2396([m+h]⁺)。

实施例2

紫外-可见吸收光谱检测实施例1中制备的受体对各种待测离子识别作用：

在10ml容量瓶中配制0.5mm的受体标准液，在10ml容量瓶中分别配制1.0mm的不同待测离子水溶液；在比色管中分别移取100μl0.5mm的受体标准液与50μl上述待测离子水溶液，用pbs/dmf＝1:1(v/v)的缓冲溶液定容至5ml，分别测定其紫外-可见吸收强度。

结果如图1所示，表明只有加入hg²⁺离子，受体的紫外-可见吸收才发生明显的变化，在658nm处会出现一个新的紫外-可见强吸收峰，其波长位于近红外光区，这是硅杂罗丹明螺内酰胺环开启所致，而其他离子的加入并没有引起紫外-可见吸收光谱的明显变化，因此受体可高选择性识别hg²⁺离子。

图2为受体及其与不同待测金属离子作用的溶液颜色照片，编号13中，实施例1中制备的受体与hg²⁺离子相互作用呈现出蓝色(由于图片为黑白图片所以色彩未显示出来)，区别于其他金属离子。实验发现受体对hg²⁺离子这种选择性识别伴随着明显的颜色变化，只有加入hg²⁺离子之后，溶液才由无色变为蓝色，可以作为hg²⁺离子识别检测的变色化学传感器，从而实现hg²⁺离子的裸眼识别，方便快捷。

实施例3

紫外-可见吸收滴定评价实施例1中受体对hg²⁺离子的识别作用：

在10ml容量瓶中配制0.5mm的受体标准液，在10ml容量瓶中配制1.0mm的hgcl2水溶液；在比色管中分别移取100μl0.5mm的受体标准液与5μl，10μl，15μl，20μl，25μl，30μl，35μl，40μl，45μl，50μl，55μl，60μl，65μl，70μl，75μl，100μl，150μl上述hgcl2水溶液，并用pbs/dmf＝1:1(v/v)的缓冲溶液定容至5ml，测定其紫外-可见吸收强度。

结果如图3所示，通过紫外-可见吸收滴定技术测得受体的紫外吸收强度随着hg²⁺离子溶液浓度的增加而增大，当hg²⁺离子浓度达到一定数值后，紫外-可见吸收强度保持不变。

固定受体与hg²⁺离子总浓度20.0μm不变，配置了一系列受体与hg²⁺离子浓度比分别为1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1的体系，测定吸光度，得到job’splot，如图3中插图所示，吸光度最大值对应的数值是0.5，表明受体与hg²⁺离子的化学反应比为1:1。

实施例4

紫外-可见吸收光谱检测实施例1中受体对hg²⁺离子的响应时间

在10ml容量瓶中配制0.5mm的受体标准液，在10ml容量瓶中配制1.0mm的hgcl2水溶液；在比色管中移取100μl0.5mm的受体标准液与50μl1.0mm的hgcl2水溶液，并用pbs/dmf＝1:1(v/v)的缓冲溶液定容至5ml，测定体系紫外-可见吸收强度随时间的变化曲线。

结果如图4所示，加入hg²⁺离子的瞬间，体系在658nm处的吸光度即可达到较高数值，10s后紫外-可见吸收强度就趋于稳定。

实施例5

荧光光谱检测实施例1中受体对各种待测离子的识别作用

在10ml容量瓶中配制0.5mm的受体标准液，在10ml容量瓶中分别配制1.0mm的不同待测离子水溶液；在比色管中分别移取50μl0.5mm受体标准液与25μl上述待测离子水溶液，用pbs/dmf＝1:1(v/v)的缓冲溶液定容至5ml后，在670-900nm范围内分别测定其荧光发射强度(激发波长为659nm)。

结果如图5所示，只有加入hg²⁺离子时，受体在681nm处的荧光强度明显增强，而其他待测离子的加入并未引起荧光强度的明显变化，表明受体仅对hg²⁺离子具有荧光响应，其荧光发射波长大于650nm，具有近红外荧光特性。因此，该受体可作为特异性检测hg²⁺离子的近红外荧光探针。

实施例6

荧光光谱滴定评价实施例1中受体对hg²⁺离子的识别作用

在10ml容量瓶中配制0.5mm的受体标准液，在10ml容量瓶中配制0.5mm的hgcl2水溶液；在比色管中分别移取50μl0.5mm的受体标准液与5μl，10μl，15μl，20μl，25μl，30μl，35μl，40μl，45μl，50μl，55μl，60μl，65μl，70μl，75μl，100μl，150μl上述hgcl2水溶液，并用pbs/dmf＝1:1(v/v)的缓冲溶液定容至5ml，以659nm为激发波长，在670-900nm范围测量荧光发射光谱强度。

结果如图6所示，通过荧光光谱滴定技术测得受体的荧光强度随着hg²⁺离子浓度的增加不断增强，当加入hg²⁺离子量为1.1eq.时，荧光强度达到最大值，增强153倍，且伴随5nm的红移。此外，以681nm处的荧光强度对hg²⁺离子浓度作图，如图6中插图所示，在0-5.5μm浓度范围内，在681nm处的荧光强度与hg²⁺离子的浓度呈线性增加，最低检出限为6.7nm。

实施例7

在10ml容量瓶中配制5.0×10^-3m的受体标准液，在10ml容量瓶中配制5.0×10^-2m的hgcl2水溶液；在10ml容量瓶中分别移取1.0ml5.0×10^-3m的受体标准液与100μl上述hgcl2水溶液，并用dmf/h2o(9:1,v/v)定容后，以0.1mn-bu4npf6作为支持电解质，差分脉冲伏安曲线脉冲宽度设置为50ms下测定dpv谱。

结果如图7所示，受体的氧化峰电位：epa＝785mv；向受体溶液中加入1.0当量hg²⁺离子后，其氧化峰电位：epa＝750mv，向负极方向移动了35mv，说明受体对hg²⁺离子具有明显的电化学响应。

实施例8

实施例1中受体在细胞成像中的应用

选用hela细胞，先用10.0μm的受体溶液(pbs/dmf＝1:1,v/v)在37℃孵育30min，然后用不同浓度的hgcl2水溶液(10.0μm,20.0μm,30.0μm)孵育30min。孵育结束，以649nm为激发波长，对细胞进行荧光成像，收集660-740nm范围的红色通道荧光。

结果如图8所示，仅用受体孵育时，未检测到明显的荧光信号，当与hg²⁺离子作用后，细胞呈现较强的红色荧光，且随着hg²⁺离子浓度的增加，hela细胞中的荧光信号逐渐增强(由于图片为黑白图片所以红色荧光未显示出来)。通过对比发现，受体不但可以穿过细胞膜进入细胞内，而且能与进入细胞内的hg²⁺离子反应产生强烈的荧光，还可通过细胞荧光强度的变化来检测hg²⁺离子浓度的变化。

实施例9

实施例1中受体在斑马鱼成像中的应用

选用出生48h后的健康斑马鱼，先加入e3培养液，接着加入受体母液(终浓度为10μm)在28℃下培养30min。然后加入不同浓度的hgcl2水溶液(10μm,20μm,30μm)继续培养30min。以649nm为激发波长，对斑马鱼进行荧光成像，收集660-740nm范围的红色通道荧光。

结果如图9所示，仅用受体孵育时，没有显示出荧光信号，当继续与hg²⁺离子作用后，斑马鱼腹腔显示出强烈的红色荧光，而且红色荧光随着加入hg²⁺离子浓度的增加而增强(由于图片为黑白图片所以红色荧光未显示出来)。因此，该受体可用于追踪hg²⁺离子在活体生物中的分布。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。