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新型聚苯撑乙炔类共轭聚合物的合成以及荧光传感研究

唐雪艳  
【摘要】:光化学传感技术在分子生物学、分析化学、生物化学、化工和医药工业等领域都发挥着重要作用。共轭聚合物是指多个具有相同特定选择性的荧光生色团通过π电子共轭连接成了一个相互作用的有机整体。相对小分子而言,共轭聚合物摩尔吸光系数大、荧光量子产率高,具有荧光信号放大的优点。本文主要合成了两种新型的聚苯撑乙炔-吡啶类共轭聚合物并对其光学性能进行了研究,讨论了不同溶剂对聚合物(P1)的光学性质的影响;发展了基于脂溶性共轭聚合物(P1)对金属离子(Pd2+)的传感检测以及基于阴离子型水溶性共轭聚合物(P3)与生物硫醇传感的分析新方法。主要研究内容如下: 1、新型聚苯撑乙炔类共轭聚合物的合成 根据Sonogashira偶合反应机理,合成了两种新型的脂溶性的聚苯撑乙炔-吡啶类共轭聚合物P1、P2以及阴离子型水溶性共轭聚合物P3,并通过核磁共振、红外光谱等对它们的结构进行了表征。考察了不同溶剂对P1荧光光谱和紫外吸收光谱的变化;探究了有机酸、碱对所合成的共轭聚合物P1荧光性质的影响。结果表明,吡啶环的引入,能有效的改善共轭主链的刚性,并且不同溶剂对吡啶环的质子化有着不同的影响。相比于四氢呋喃(THF),在氯仿(CHCl3)中,吡啶环的质子化能使P1更好的团聚。 2、脂溶性共轭聚合物P1用于Pd2+的高灵敏检测研究 发展了以P1作为荧光探针,成功地应用于有机体系(THF)中二价钯离子高灵敏和高选择性的检测。从荧光强度和紫外吸收系统的考察了Pd2+与吡啶环的配位作用。结果表明共轭聚合物P1中的吡啶环与钯离子有特异性的结合,阻断了电子在共轭体系的有效传递,并且聚合物P1在Pd2+离子的作用下,有明显的链间团聚作用。P1对Pd2+离子的测定表现出高的选择性和灵敏度。其线性范围分成两段,分别是7.5×10-6~3.25×10-5M和3.25×10-5~6.25×10-5M。检测下限达到6.0×10-6M,相对于其它金属离子有优异的选择性。 3、基于共轭聚电解质荧光“开关”对生物硫醇的检测 以具有信号放大作用的共轭聚电解质P3为荧光探针,根据生物硫醇与银纳米粒子(AgNP)发生竞争配位使共轭聚电解质P3与AgNP形成的复合体系的荧光恢复的原理,建立了基于共轭聚电解质用于生物硫醇传感的竞争分析新方法。具体探讨了测定生物硫醇的最佳测定条件(pH以及AgNP浓度的影响)和作用机理,实现了对生物硫醇谷胱甘肽高灵敏的快速检测。其线性范围为250-30000nM,检测限可达200nM。并且相对于其它小分子氨基酸有优异的选择性。


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