基于重金属Hg2+检测的半菁荧光探针的设计及实验安全研究

　　

重金属的安全管理与检测是化工领域的“生命线”。其中，汞具有高生物毒性、生物富集性等性质，能够通过食物链富集危害人体健康，也会威胁生态环境。Hg²⁺作为高神经毒素重金属离子，容易在酶和蛋白质硫基作用下，结合致变性失活，从而损害人体神经、消化等系统，同时Hg²⁺还能被微生物转化为甲基汞，毒性剧增。由于Hg²⁺具有高风险性、剧毒性，被列为高危操作，要求实验全程贯彻“预防为主、安全第一”的原则。因此，发展简单、便携的汞离子的检测方法显得尤为重要。

目前，原子吸收光谱法、原子荧光法等虽然能够实现低浓度Hg²⁺的检测，但仍存在许多问题，其操作繁琐，仪器昂贵、检测耗时长，都影响到检测Hg²⁺ 的实际应用进展。而近年来荧光探针法通过开发的荧光团与特定Hg²⁺结合产生光谱行为变化备受关注，这类方法能够实时、高效的完成Hg²⁺浓度的检测，并且可视化高、选择性强，是Hg²⁺检测研究的热点方向。依靠分子间的非共价相互作用或利用化学反应与活性探针引起结构发生明显变化实现Hg²⁺检测。

本论文通过合成一种半菁染料荧光探针（INSE），构建了与Hg²⁺反应后产生荧光信号的检测方法，并对INSE与汞离子相互作用的光谱特性变化进行探究，实现了对Hg²⁺的可视化检测。该反应机理为基于分子内电荷转移（ICT）机制，利用硫代甲酸苯酯基团与Hg²⁺结合后，形成电子供体-π-电子供体结构，激活荧光信号。相比剧毒试剂（双硫腙）及大型仪器检测方法，该方法简单、安全，在化工工艺与应用方面，具有显著价值，可潜在应用于化工生产流程中汞的泄漏或残留，实现快速监控，保证环境排放合规性。进一步，通过模拟工艺废水（如湖水）为实际样品进行验证，证明了该方法在复杂基质中检测 Hg²⁺ 的适用性。这为化工企业提供了一种简便、快速筛查Hg²⁺的方法，并强化汞污染防控的实践能力，有效提升其对重金属危害的警觉性和风险处置能力

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