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新型卟啉荧光载体光化学传感器的研制及压电传感器阵列的初步探索

倪蓉  
【摘要】: 卟啉化合物由于其特殊的活性,在分析化学领域的研究一直是人们关注的焦点。把取代四苯基卟啉与其它官能团分子相连以获得对某些物质具有更高灵敏度的检测试剂越来越引起分析科学家的兴趣。近来基于能量转移的光化学传感器由于其高的灵敏度及较大的斯托克斯位移日益引起人们的重视。因此寻找一些能与卟啉发生能量转移的化合物,然后通过化学手段把它们连接起来并做成传感器来检测某些物质是一项很有意义的工作。 另一方面,单一的具有选择性的传感器在实际多组分气体的检测中受到限制,而采用压电石英传感器阵列再结合化学计量学手段进行数据处理却是解决这个问题的一个有效途径,然而在它的电路设计方面,由于共振电路间的相互影响,使检测受到很大干扰,因此设计一个相互无干扰的起振装置来解决这个问题是十分有必要的。 基于以上目标,本论文主要完成了两方面的研究工作:1)合成并表征了6种不同的卟啉化合物,并把它们分别应用到分析化学方面,以能量转移原理研制了一系列光化学传感器,检测了重要的无机离子、无机中性分子和有机中性分子,应用领域涉及了食品检验、环境监测等方面;2)改进了压电传感器电路,采用优化电路设计并组装了压电传感器阵列,同时进行了多组分的检测。具体工作内容如下: 1.基于能量转移原理,采用卟啉二聚体和蒽的混杂体系作为荧光载体研制了一种灵敏度更高的苦味酸光化学传感器。与传统的苦味酸光化学传感器相比,它具有更高的灵敏度和更宽的测量范围,响应速度快,重现性好。而且它在中性和碱性条件下几乎不受pH影响,样品无需酸处理,便于实现实际样品分析。 2.通过脂肪链把荧光素和卟啉连接起来,并首次把它作为荧光载体应用于光化学传感器的研制,基于分子内能量转移原理检测了水溶液中的单质碘,该传感器灵敏度高,检测范围宽。 3.为了进一步提高能量转移效率和检测灵敏度,把蒽作为一个共轭基团直接连到卟啉环上,并首次把它作为传感器的荧光载体应用于检测剧毒物质对硝基苯胺。与传统的检测对硝基苯胺的方法相比,该传感器操作简便,制作成本低廉,在较宽的范围内有响应,具有较高的灵敏度和选择性,重现性好,响应迅速。 4.合成了一系列含多芳基氨基的卟啉,并把它们作为荧光载体研制了pH光 化学传感器。比其它的以叶琳为荧光载体的PH光化学传感器具有更高的灵敏度和 更宽的响应范围(从中性到碱性)。 5.采用5个单独的振荡电路,设计并组装了一种具有优化电路的压电传感器 阵列装置。选择了5种不同极性的敏感膜和4种有毒气体(甲醇、1,2一二氯乙烷、 苯、环己烷)作为模板检测物,考察了这个装置的实用性。


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