近红外半花菁分子合成与传感应用文献综述

开题报告内容：

一.研究背景

威尔逊病是一种在组织中积累过量铜离子而导致的一种常染色体隐性遗传学疾病。过量的铜离子会损害肝脏和神经系统，导致肝脏疾病，精神病和神经系统症状。然而，铜离子缺乏和血液与神经系统疾病例如menkes氏综合征有关。因此，可靠的铜离子检测技术对于这种疾病的诊断和后续诊疗方案的制订都是至关重要的。

传统用于铜离子检测的技术大部分基于电感耦合等离子体方法，包括原子吸收光谱法，原子发射光谱法和质谱法，这些技术通常需要复杂的过程，使得在活体中实时监测铜离子显得困难。因此，荧光成像在用于体外和体内的金属离子监测是一项值得发展的技术。现有建立用于生物系统铜离子监测的新型荧光传感器的方法，大部分探针的探测信号在可见光区，激发波长通常位于紫外线和可见光范围内。这些方法具有极为有限的穿透深度和强烈的自体荧光，在哺乳动物模型的进一步生物利用度上都不可避免的收到阻碍。因此我们使用上转换技术合成的Nhr探针将长波长激发转换为短波长以减少其受到的干扰。

此外，关于Nhr的合成，化学系和高分子生物医学科学研究所分子工程国家重点实验室和能源材料化学协同创新中心的刘瑜博士，苏清博士，陈敏博士以及复旦大学附属华山医院脑科和上海大学医学院神经生物学国家重点实验室的吴教授等学者在其文献中改进了现有的合成方法，大大提高其产率。

而关于这种探针与铜离子结合后的化学响应，随着铜离子含量的增加，吸收波长的最大强度在710nm处，对应于溶液颜色的显著变化。不同浓度铜离子对应的nhr时间依赖性吸收光谱的吸收度随时间快速增加。并且检测限极低，具有较高的灵敏度。这项技术不仅为诊断威尔逊疾病和在进一步的临床治疗中监测与铜离子有关的疾病提供了一个传感器平台，它还为诊断传感领域带了广阔的应用前景。

二.研究目的、内容和方法

研究目的简述：

1. 合成并改进NHr结构，增强其水溶性
2. 将仅可一次性使用的Nhr探针改进为可重复使用的传感器。
3. 使Nhr探针对汞离子也响应，具备监测汞离子的功能。

主要研究内容和方法：

首先是参照现有文献合成Nhr，根据现有文献报道的反应机理，Nhr与铜离子反应后荧光猝灭是由于内酰胺环开环，丢弃一份子肼所致，而此过程不可逆，因此可以考虑利用水杨醛与NHr的氨基反应生成席夫碱，从而使得氨基在水解过程中不被脱去，为反应的可逆及重复使用提供了可能。反应如下图：