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光化学传感器的设计、合成及其识别性质研究

刘卫敏  
【摘要】: 光化学传感器被广泛地用于检测各种金属离子和阴离子。荧光化学传感器具有选择性好、灵敏度高、简便快速等优点,比色化学传感器则可不借助于任何昂贵的仪器设备而直接用肉眼识别。本论文分别以荧光素、罗丹明、香豆素为发色团设计、合成了识别重金属离子(Cd~(2+)、Hg~(2+))和F-离子的光化学传感器,并研究其光谱性质和识别机制,另外我们也开展了薄膜传感器的表面修饰工作,取得了一些有意义的结果。具体工作内容如下: 1.设计合成了一种具有良好水溶性和生物相容性的荧光化学传感器1,它能在HEPES缓冲溶液中专一性识别Cd~(2+)离子,荧光增强2.6倍。其它金属离子的加入溶液的荧光变化不大或者有不同程度的猝灭。该化合物1被成功的应用于细胞内Cd~(2+)离子的荧光成像,为进一步将其应用于生物体系中的Cd~(2+)检测打下基础。 2.以罗丹明为发色基团,以2-巯基乙胺和胱胺为接受体,设计合成了一系列对Hg~(2+)有识别作用的荧光化学传感分子A、B、C。其中化合物C通过Hg~(2+)诱导脱硫合环反应的发生,可在瞬间实现对Hg~(2+)的选择性识别,对Hg~(2+)浓度的检测下限可达到0.1μM。其他常见的碱金属、碱土金属和过渡金属离子存在时对Hg~(2+)的响应基本不影响。进一步研究了它在HK-2细胞环境中对Hg~(2+)的识别响应情况,表明化合物C可作为细胞内Hg~(2+)含量变化实时动态检测的优良探针。 3.以分子内共轭化合物香豆素作为发色团,胺作为氢键供体,-C=N键作为桥连设计合成了化合物L1、L2,乙腈中它们均可高选择性地识别氟离子,吸收光谱分别红移约150 nm和70 nm,而其它阴离子的存在几乎不影响显色反应,实现了裸眼识别。 4.将荧光小分子(罗丹明、丹酰氯)分别通过光化学方法和硅烷化方法修饰到cBN薄膜表面,并经仪器检测其荧光信号,从而证明cBN薄膜表面修饰的可行性,为进一步制备cBN荧光薄膜传感器打下基础。


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