用于金屬離子檢測和分離的新型熒光探針的研究.pdf

1、基于有機載體的熒光化學探針研究是分析化學研究中十分活躍的領(lǐng)域，尋找具有高選擇性的新型有機分子識別載體以及設計具有檢測-分離雙功能的識別載體-材料雜交型探針用于化學傳感研究是一項非常有意義的工作。針對探針在靈敏度、選擇性以及可再生利用等方面存在的問題，根據(jù)熒光探針的一般設計原理和熒光探針的信息傳遞機制，結(jié)合本實驗室相關(guān)研究工作成果以及各種新型材料的使用，本論文設計并合成了一系列基于聚集誘導發(fā)光、萃取分離以及切斷型熒光探針用于金屬離子和生物

2、小分子檢測。
　　 具體內(nèi)容如下:
　　 1.第2章中，基于四苯乙烯聚集誘導發(fā)光(AIE)的優(yōu)點，我們設計合成了新型鋁離子熒光探針——4，4'-二乙二胺基四苯乙烯化合物1(DEDA-TPE)。在我們所選擇的常見水溶性有機溶劑中，DEDA-TPE在乙醇溶液中檢測鋁離子的靈敏度最高，所以我們選擇乙醇作為溶劑進行進一步的實驗。在水/乙醇=1∶9溶液中，該探針對鋁離子表現(xiàn)出較高的選擇性和靈敏度。Job曲線法結(jié)果表明當Al3+摩爾

3、分數(shù)為0.5時，DEDA-TPE和Al3+的聚集熒光強度最大，表明DEDA-TPE和Al3+的結(jié)合模式為1∶1。此外，本章也用動態(tài)光散射(DLS)以及掃描電子顯微鏡(SEM)對化合物加入鋁離子前后的化合物顆粒大小進行了表征，進一步驗證了四苯乙烯聚合物的生成，證實了鋁離子可以誘導兩個枝端修飾了乙二胺基的四苯乙烯化合物聚集從而產(chǎn)生較強的熒光。
　　 2.在第3章中，基于四苯乙烯聚集誘導發(fā)光的優(yōu)點，我們設計合成了新型的鋅離子熒光探針—

4、—四席夫堿基四苯乙烯化合物2(TSB-TPE)。在我們所選擇的常見水溶性有機溶劑中，TSB-TPE在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液顯示出最高的靈敏度，所以我們選擇DMF作為溶劑進行一系列實驗。在水/DMF=1∶9溶液中，該探針對鋅離子表現(xiàn)出較高的選擇性和靈敏度。Job方法也進一步說明當Zn2+摩爾分數(shù)約為0.3時，TSB-TPE和Zn2+的聚集熒光發(fā)射強度最大，表明TSB-TPE和Zn2+有1∶1絡合，也有1∶2絡合。此外，本章也用

5、動態(tài)光散射DLS對化合物加入鋅離子前后的化合物顆粒大小進行表征，進一步驗證了四苯乙烯聚合物的生成，證實了鋅離子可以誘導四個枝端修飾了水楊醛的四苯乙烯化合物聚集從而產(chǎn)生較強的熒光。
　　 3.在第4章，我們設計合成了簡單的新型基于AIE鋅離子熒光探針——丫嗪水楊醛化合物3（SAA）。在我們所選擇的常見水溶性有機溶劑中，在DMF溶液中，Zn2+能最好地誘導SAA聚集誘導發(fā)光，所以我們選擇DMF作為溶劑進行進一步的實驗。SAA的熒光發(fā)

6、射強度隨著鋅離子濃度的增加而增加，同時伴隨最大發(fā)射波長的紅移。當鋅離子濃度為100μM時，SAA的最大發(fā)射峰紅移約45 nm。相比其它基于聚集誘導發(fā)光的鋅離子熒光探針，該探針可以檢測更低濃度的鋅離子，檢測下限可達0.1μM。該探針對鋅離子表現(xiàn)出較高的選擇性。此外，本章用動態(tài)光散射(DLS)以及透射電子顯微鏡(TEM)對化合物加入鋅離子前后的化合物顆粒大小進行了表征，進一步驗證了SAA-鋅離子聚合物的生成，證實了鋅離子可以誘導SAA聚集從

7、而產(chǎn)生較強的熒光。
　　 4.第5章中，我們發(fā)展了一種新型的基于熒光團-離子液體的雙功能熒光探針，利用協(xié)同萃取效應實現(xiàn)高效檢測和清除重金屬離子(HMIs)。我們選擇Hg2+作為一種HMIs模型，設計合成了一個含甲基咪唑六氟磷酸鹽的羅丹明-喹啉的非水溶性化合物4(RQI)，用于同時檢測和清除水樣中的汞離子。實驗結(jié)果表明，通過簡單地增加水相與離子液體相的體積比，可明顯改善RQI的靈敏度。與先前報導的方法相比，該雙功能熒光探針具有幾個

8、獨特的優(yōu)點。首先，探針兼具檢測和清除功能，且可一步完成，具有簡單，經(jīng)濟，方便，對環(huán)境無毒的優(yōu)點。與其它需要儀器的方法相比，汞離子可以誘導探針分子中的羅丹明螺環(huán)結(jié)構(gòu)開環(huán)，可實現(xiàn)無需儀器的可視化檢測汞離子。該雙功能探針設計為各種HMIs的檢測提供了一個通用的平臺。
　　 5.第6章中，我們提出了一個兩步法界面點擊化學策略，將苯乙炔基萘酰亞胺衍生物5(PANA)利用點擊化學反應修飾到疊氮功能化的SBA-15上，構(gòu)建了用于金屬離子檢測的

9、熒光界面探針。實驗結(jié)果表明，相比之前報導的方法，該方法只需要兩步界面反應，可直接用于商品SBA-15，且其負載量比文獻方法明顯要高。為了驗證我們的概念，我們合成了一個末端帶炔基的用于檢測汞離子的熒光離子載體，并將其通過點擊化學反應連接在SBA-15上。相比該化合物在溶液中的測量結(jié)果，該界面探針對汞離子表現(xiàn)出較高的靈敏度和較好的選擇性，檢測下限為2.0×10-8M。
　　 6.在第7章，我們基于硫醇化合物可以切斷S-S鍵的特殊性質(zhì)