【摘要】：熒光傳感器由于具有結(jié)構(gòu)簡單、合成方便、快速響應、操作簡單、高靈敏性和選擇性、實時監(jiān)測等優(yōu)點,而被廣泛應用于檢測與生理進程或者重大疾病相關(guān)的陰陽離子、生物分子以及溫度、濕度和壓力等。隨著熒光傳感器在生命科學、材料科學、食品科學、環(huán)境檢測、生化傳感、生物成像、免疫分析、醫(yī)學診斷等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。因此,設(shè)計出成本更低、應用范圍更廣以及功能更加多樣化的熒光傳感器是非常有意義的!本論文基于熒光分析檢測這一研究課題,我們合成了一系列有機分子和稀土配位聚合物熒光傳感器,用于檢測活性硫、離子和硝基爆炸物。并且,在已經(jīng)報道的熒光傳感器的基礎(chǔ)上,我們做了一定程度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使其具有更加優(yōu)秀的性能。全文主要分為七個部分:一、簡要介紹了熒光傳感器的分類、設(shè)計原理和主客體識別的機理;重點總結(jié)了基于有機分子和稀土配位聚合物的熒光傳感器的研究進展。二、以香豆素為熒光團,設(shè)計合成了一個基于Micheal加成機理的H_2S熒光探針。該探針對H_2S的檢測限低至5×10~-88 M,并且對H_2S的檢測過程可以在很短的時間內(nèi)(60 s)完成。此外,該探針已經(jīng)成功應用于檢測細胞內(nèi)的H_2S。三、以香豆素為熒光團,我們成功合成了一個雙激發(fā)、雙反應位點的硫醇熒光探針。當用470 nm的光激發(fā)時,探針只對ArSH有明顯的熒光信號變化;當用451 nm的光激發(fā)時,探針對Cys、Hcy和ArSH有不同的熒光信號變化,可以通過兩個不同的發(fā)射頻道區(qū)分檢測Cys、Hcy和ArSH。此外,該探針已經(jīng)成功應用于活細胞中Cys、Hcy和ArSH的區(qū)分檢測和成像。四、在第三章工作的基礎(chǔ)上,我們基于氯代香豆素-半花菁熒光團合成了兩個水溶性的三位點、三激發(fā)的近紅外熒光探針1和2。探針1和2可以用于PBS中區(qū)分檢測Cys、Hcy和GSH。當用不同的波長激發(fā)時,探針1和2對Cys、Hcy和GSH表現(xiàn)出不同的熒光響應。此外,探針1和2還成功地應用于通過三個不同的熒光發(fā)射通道來同時成像活細胞中外源性和內(nèi)源性的Cys、Hcy和GSH。五、通過溶劑熱法成功組裝了一個新的稀土配位聚合物(Eu-CP)。熒光測試表明Eu-CP可用作檢測Fe~(3+)/Fe~(2+)、Cr_2O_7~(2-)和NAEs的熒光探針。有趣的是,Eu-CP不但可以有效區(qū)分CrO_4~(2-)和Cr_2O_7~(2-),而且還可以靈敏地識別六種常見的NAEs,包括NB、1,3-DNB、4-NT、2,4-DNT、TNT和PA。更重要的是,Eu-CP在檢測Cr_2O_7~(2-)和NAEs的過程中可以重復使用至少5次。六、在第五章的基礎(chǔ)上,我們又通過溶劑熱法成功制備了一個新的Tb-CP。熒光光譜顯示Tb-CP可以選擇性地檢測水溶液中的Fe~(3+)、CrO_4~(2-)/Cr_2O_7~(2-)和PA。Tb-CP對于Fe~(3+)、CrO_4~(2-)/Cr_2O_7~(2-)和PA的檢測限分別低至50、100和50 nM。并且通過簡單的處理,Tb-CP在檢測CrO_4~(2-)/Cr_2O_7~(2-)和PA的過程中可以循環(huán)使用至少5次。七、論文的總結(jié)與展望,包括對本論文實驗結(jié)果的總結(jié),對論文中制備的探針所存在的創(chuàng)新點和不足的分析,以及對基于有機分子和稀土配位聚合物的熒光探針發(fā)展的展望。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O641.4;O657.3;TP212.14
【圖文】：

文 基于有機分子和稀土配位聚合物的熒光傳感器的研究2圖1-1 熒光產(chǎn)生的機理圖（F：熒光，p：磷光，a1、a2：吸收，Ic：內(nèi)轉(zhuǎn)換；Isc：系間竄躍，Vr：振動弛豫）1.2.2 熒光傳感器的識別原理熒光傳感器，又叫做熒光探針，是一個用于檢測和識別的體系。它可以通過識別基團感受到外界獨特的刺激信號，并且可以將感受到的外界的信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暂敵龅臒晒庑盘枺M而達到對外界特定的刺激信號進行檢測識別和記錄等目的[4-8]。1.2.3 熒光傳感器的構(gòu)成如圖1-2所示

1.2.3 熒光傳感器的構(gòu)成如圖1-2所示，一個完整的熒光傳感器通常由三部分組成[9-15]，它們分別是：熒光團（Fluorophore），連接臂（Spacer）和識別基團（Receptor Unit）。圖1-2 熒光傳感器的結(jié)構(gòu)

光很弱或者沒有熒光；當熒光探針的識別基團與待測物結(jié)合后，PET過程受到破壞，熒光探針的熒光團恢復熒光。PET機理引起的熒光變化通常可以用前線分子軌道理論來解釋。如圖1-3所示，在光激發(fā)下，識別基團沒有和被分析物結(jié)合前，其最高能量占有軌道（HOMO）的電子被激發(fā)到最低能量未占軌道（LUMO），熒光團受到激發(fā)躍遷到LUMO軌道上的電子不能回到HOMO軌道，從而導致熒光團熒光削弱或者淬滅。隨著識別基團和被分析物結(jié)合后，識別基團的HOMO軌道電子不能躍遷到熒光團的HOMO軌道，當光激發(fā)時，熒光團LUMO軌道上的電子回到基態(tài)，熒光團熒光恢復。圖1-3 前線軌道理論解釋PET機理示意圖基于PET機理的熒光探針通常表現(xiàn)為OFF-ON型。如圖1-4所示，Lin等人報道了一個基于PET機理的近紅外H2S熒光探針。該探針以BODIPY為熒光團

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王松濤;姜云;程秀萍;張朝花;李陽;高文濤;;銅離子熒光傳感器研究進展[J];渤海大學學報(自然科學版);2010年03期

2 張宇;郭祥峰;賈麗華;錢旭紅;;喹啉衍生物鋅離子熒光傳感器[J];化學進展;2008年12期

3 唐明光;田興;;半導體光致熒光傳感器溫度特性分析[J];激光與紅外;1988年06期

4 ;一種基于卟啉的可比率檢測次氯酸根的聚合物熒光傳感器、制備方法及應用[J];傳感器世界;2019年10期

5 王剛;趙珂如;房喻;;聚集誘導激基締合物熒光傳感器(英文)[J];化學通報;2014年04期

6 段中余;王孔;賈霏;劉賓元;;鎘離子熒光傳感器的研究進展[J];化工新型材料;2013年08期

7 胡惠媛;劉波;;基于環(huán)糊精的熒光傳感器[J];化學進展;2008年12期

8 馬文輝;彭孝軍;徐群;宋波;;香豆素類熒光傳感器[J];化學進展;2007年09期

9 王歡;高奕紅;張萍;;熒光傳感器及其分子識別作用的研究進展[J];應用化工;2014年04期

10 苗自婷;付艷艷;徐哲;李光;江建明;;共軛聚合物熒光傳感器的研究進展[J];化學通報;2009年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 余孝其;;基于聯(lián)萘聯(lián)結(jié)構(gòu)的熒光傳感器[A];中國化學會第九屆全國有機化學學術(shù)會議論文摘要集（1）[C];2015年

2 程曉紅;李爽;鐘奧書;秦金貴;李振;;基于共軛高分子的汞離子熒光傳感器的制備和研究[A];2011年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

3 王學業(yè);夏勇;;杯[4]芳烴衍生物熒光傳感器機理的理論研究[A];中國化學會第28屆學術(shù)年會第13分會場摘要集[C];2012年

4 徐君;唐瑜;;鑭系全發(fā)光熒光薄膜的組裝及其在氣體熒光傳感器中的應用[A];第六屆全國物理無機化學會議論文摘要集[C];2012年

5 邱波;曾毅;李Z

本文編號：2792704