基于对叔丁基杯[4]芳烃萘基硫脲的新型荧光传感器对汞离子的高选择性检测

本文报道了一种新型硫脲功能化杯[4]芳烃荧光传感器（CANTU），通过硫羰基结合位点与萘荧光团的协同作用，实现对Hg2+的特异性识别（检测限5.5 μM），在365 nm处产生45倍荧光增强，为环境与生物体系中汞污染监测提供了高效解决方案。

　　

Highlight

本研究成功合成25,27-双[(3-(1-萘基)硫脲基)丙氧基]-5,11,17,23-四叔丁基杯[4]芳烃（CANTU）传感器，其独特结构通过硫羰基结合位点与萘荧光团的协同作用，在283 nm和330 nm处产生特征吸收峰，并能在365 nm发射波长下对Hg²⁺实现45倍荧光增强响应，显著优于Cd²⁺、Pb²⁺和Zn²⁺等其他重金属离子。

Result and Discussion

如Scheme 1所示，CANTU配体通过三步反应合成：首先在杯[4]芳烃下缘引入N-(3-溴丙基)邻苯二甲酰亚胺，经肼解获得伯胺中间体，最终与1-萘异硫氰酸酯缩合形成目标产物。红外光谱中3348 cm^-1（N-H）和1254 cm^-1（C=S）的特征峰证实了硫脲基团的存在。核磁共振氢谱显示萘环质子信号（δ 7.2-8.1 ppm）与硫脲NH质子（δ 9.8 ppm）的明显位移，质谱则检测到[M+H]⁺ m/z 1047.6的分子离子峰。

Conclusion

该CANTU传感器通过1:1化学计量比与Hg²⁺结合，紫外光谱中等吸收点的出现证实了配位作用的发生。其5.5 μM的检测限满足环境监测需求，为开发便携式汞检测设备奠定了分子基础。