熒光化學(xué)傳感器是一種操作簡單、造價(jià)低廉、靈敏度高、并且能用于選擇性識別金屬離子的熒光性化學(xué)器件。鐵元素是生物體內(nèi)重要的微量元素,在環(huán)境和人體中的Fe³⁺含量必須保持平衡穩(wěn)定,因此設(shè)計(jì)一種能夠在環(huán)境水體和生命系統(tǒng)中監(jiān)測Fe³⁺含量的熒光化學(xué)傳感器具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文設(shè)計(jì)合成了三種新型的識別Fe²⁺和Fe³⁺的小分子熒光化學(xué)傳感器,并且探究了它們的識別和應(yīng)用性能。論文的主要內(nèi)容包括:1.運(yùn)用2-吡啶甲酸和噁二唑合成了傳感器1,并分別運(yùn)用核磁共振氫譜、核磁共振碳譜、質(zhì)譜對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。熒光光譜測試表明傳感器1的THF和水的混合溶液對Fe²⁺和Fe³⁺具有良好的熒光識別性能。紅外和質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析、DFT理論計(jì)算證明傳感器1與Fe²⁺和Fe³⁺形成了1:1的非熒光型絡(luò)合物。通過實(shí)驗(yàn)證明了傳感器1具有良好的實(shí)用價(jià)值,能夠在實(shí)際樣品和活細(xì)胞中檢測Fe²⁺和Fe³⁺。2.運(yùn)用... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熒光化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)

低空軌道(LUMO)的能量之間，這時(shí)受體中處于最高占有軌道上的一個(gè)電子就會(huì)躍遷到熒光團(tuán)的最高占有軌道上，從而阻止熒光團(tuán)的最低空軌道上的電子躍遷回來，導(dǎo)致熒光的淬滅，該過程稱為PET過程。當(dāng)與客體結(jié)合后，會(huì)使受體的最高占有軌道的能量降低，從而使該軌道上的電子不能躍遷到熒光團(tuán)的最高占有軌道上，導(dǎo)致PET過程不能正常進(jìn)行，被激發(fā)到最低空軌道上的電子就可以躍遷回到基態(tài)，使熒光恢復(fù)，具體的效果圖如圖1-2所示。因此，PET型熒光化學(xué)傳感器通常通過觀察傳感器分子熒光淬滅或恢復(fù)來判斷傳感器與客體物質(zhì)的識別情況。圖1-2PET型熒光化學(xué)傳感器的工作機(jī)理3.熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)基于FRET機(jī)理的熒光傳感器通常是由兩個(gè)熒光團(tuán)構(gòu)成，即熒光團(tuán)A和熒光團(tuán)B，并且熒光團(tuán)A(能量給體)的發(fā)射光譜與熒光團(tuán)B(能量受體)的吸收光譜存在很大的重疊。當(dāng)兩個(gè)熒光團(tuán)的距離足夠接近時(shí)，用熒光團(tuán)A的激發(fā)光激發(fā)，會(huì)觀察到熒光團(tuán)B分子的熒光，而熒光團(tuán)A的自身熒光衰退。當(dāng)傳感器分子與客體結(jié)合后，會(huì)改變熒光團(tuán)的

擁姆椒ㄓ瀉芏啵?啾戎?掠?饣?Т?釁饔捎誥?有造價(jià)低廉、操作簡單、靈敏度高、響應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注。已經(jīng)有多個(gè)課題組對檢測鐵離子的傳感器進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)出多種性能優(yōu)異的傳感器分子[30-35]。然而設(shè)計(jì)出的傳感器多為只能單一識別Fe2+或Fe3+，不能同時(shí)檢測兩種價(jià)態(tài)的鐵元素，因此限制了傳感器的應(yīng)用。幾種用于識別Fe2+或Fe3+的傳感器的文獻(xiàn)介紹如下。2019年Selvaraj課題組報(bào)道了一種基于新型硼酸衍生物的熒光化學(xué)傳感器[36]能夠在含有2%DMSO的HEPES緩沖溶液中連續(xù)識別Fe3+和F-，并且具有較好的循環(huán)可逆性(圖1-3)。向傳感器溶液中加入Fe3+后，由于Fe3+會(huì)與傳感器分子中的兩個(gè)苯環(huán)形成配合物，從而淬滅了傳感器在458nm處的藍(lán)色熒光。向復(fù)合物中繼續(xù)加入F-后，由于F-對Fe3+具有更強(qiáng)的配位作用，會(huì)從復(fù)合物中奪走Fe3+而形成[FeF6]3-絡(luò)合物，從而恢復(fù)傳感器的熒光。傳感器對Fe3+和F-都表現(xiàn)出較好的選擇性，此外由于傳感器具有較低的細(xì)胞毒性，還可以實(shí)現(xiàn)在活細(xì)胞中連續(xù)識別Fe3+和F-。圖1-3連續(xù)性識別Fe3+和F-的熒光化學(xué)傳感器的工作機(jī)理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3317805