1. 研究目的与意义
锌是人体中含量仅次于铁的重金属元素，一种重要的人体必需的微量元素（日需量约10~15 mg），广泛分布于人体细胞和体液中。锌离子在人体内新陈代谢过程中起着重要的作用，维持生物体许多功能，它直接参与体内细胞的生长发育、生殖、组织修复、基因转录、金属酶催化、神经传递、免疫功能等生命代谢过程。研究报道zn2＋与阿尔茨海默病（ad）、癫痫症、神经紊乱、缺血性中风和婴儿腹泻症等疾病有着密切关系。锌离子在生物体系中扮演着重要角色，如dna的合成、基因转录、免疫功能以及酶催化等过程都离不开它的参与。大部分锌离子与酶或蛋白质紧密结合，而游离的锌离子也存在于脑、肠、胰腺和视网膜等人体组织中。选择性识别和检测锌离子具有十分重要的生物学意义。
锌是第ii 副族过渡金属，具有3d104s2 结构，常用的紫外光谱、圆二色谱、核磁共振、电子顺磁共振、循环伏安法等分析方法均不适用于高效测定zn2＋。锌离子荧光传感器检测方便，灵敏度高，典型的荧光传感器通常是由识别基团和作为报告单元的荧光团通过间隔基团或直接连接而组成的，识别基团是荧光传感器的作用核心，在高选择性识别过程中起着至关重要的作用。快速、便捷地检测锌离子的荧光分子探针备受关注, 特别是对于细胞、组织和活体中锌离子的定量分析和分子显像, 近年来已成为生物学、化学、分子影像学、临床医学等领域的一个研究热点。因此，发展高效检测zn2 的方法，一直都是化学家、生物学家和医学家所高度关注的研究领域之一。
锌离子识别机理：锌离子化学传感器的设计中，光诱导电子转移（pet）、分子内电荷转移（ict）、荧光能量共振转移（fret）是三种机理，最常见的荧光信号传感机理是光诱导电子转移（photoinduced electron transfer, pet）和分子内电荷转移（intramolecular charge transfer, ict）。对于基于pet机理的化学传感器，荧光团通常通过一个间隔基团（如亚甲基）连接到一个含非键电子对的识别基团，光照后识别基团中的非键电子向激发态荧光团转移，并使荧光猝灭。基于pet机理的zn2 传感器一般通过增强的荧光信号来检测zn2 。在该类型荧光传感器的设计中，间隔基团使荧光团和识别基团相连但并不共轭。一般而言，荧光团和识别基团之间的最佳间隔为小于三个碳的长度，这样可以实现较高的pet效率。
2. 国内外研究现状分析
研究成果：利用水溶性高和生物相容性好的氨基葡萄糖，合成出了一种可以直接应用于水相检测zn2 的荧光增强型化学传感器。传感器与zn2 形成了结合比为2:1的配合物，其结合常数为2. 39 1010 (mol/l)-2，对zn2 的检出限达到4. 15 10-8 mol/l，进而使得该传感器在生物体及环境等领域方面有着潜在的应用价值。
新型的下一代zn2＋荧光分子探针应具有：（1）易配位且配位能力强；（2）能在生理ph 范围检测痕量zn2＋；（3）zn2＋在荧光敏感方面具有高选择性,其他金属离子的荧光干扰极小或非常有限或者可掩蔽；（4） zn2＋作用敏感且反应速度快；（5）良好的细胞渗透性，并使其在不伤害活体细胞的情况下发出荧光；（6）荧光效率高等特点。总之，虽然研究者已经开发和研制出了很多zn2＋荧光分子探针，但为达到更高的检测要求，目前仍需开发更多更好的新荧光团和识别配体。今后，灵敏度高、选择性专一、光稳定性和水溶性良好等优点的zn2＋荧光探针的设计及应用研究仍是该领域科研工作者关注的焦点和难点。此外，生物技术、纳米技术和超分子化学的交叉融合，也将给开发和制备新型zn2＋荧光分子探针带来新的启示。
国内外主要运用以下方法进行合成：1、水热法：水热法合成5－氨基四唑为配体与锌金属离子配位聚合物（水热法特点：1、水热合成反应是在密闭系统中进行，可以调节环境的气氛，适用于新颖结构或特殊价态（如混合价或低价态）聚合物的合成。2、水热合成反应条件下，溶液粘度降低，利于扩散和传质的进行，因此，使反应物的活性提高，可以代替某些高温固相反应。3、水热合成反应利于完美晶体的生长。4、研究表明，高温的反应条件可以避免端基配体的配位，从而有利于高维配位聚合物的形成。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容（1）合成一系列以香豆素或三聚茚为荧光基团、二甲基吡啶胺（dpa）为识别基团的结构新颖的新型荧光分子，并测定出结构。
（2）对合成的化合物进行光物理性能测试，研究该类荧光探针对锌离子的作用机制、选择性、灵敏性等性能，并研究其对其他金属离子的搞干扰能力。
研究计划：2016-01-01~2016-02-22：查阅文献，收集整理资料，填写开题报告2016-02-22~2016-05-01：开始正式实验部分2016-05-02~2016-05-25：完成化合物结构表征测试2016-05-26~2016-06-05：处理实验数据，完成论文
4. 研究创新点
通过设计一种对溶液pH不敏感、渗透性好、灵敏度高、选择性好、专一性、毒性低的新型锌离子荧光探针可以作为靶细胞进行检测，有助于其在生物上的应用。
新型锌离子荧光探针在生物体内的抗干扰性更强，使其能够更好的在生物体内得以运用。
