新型熒光染料的合成及其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,環(huán)境中污染物的種類正在被不斷的發(fā)現(xiàn),污染物的數(shù)量也在不斷增加,對環(huán)境中污染物分析手段的靈敏度,準(zhǔn)確性,特異性及方便性等方面的要求也越來越高。環(huán)境中污染物的分析手段有很多種,其中熒光分析法由于其具有靈敏度高、選擇性較好等的優(yōu)點(diǎn)越來越受到了國內(nèi)外研究者的關(guān)注。本論文主要是進(jìn)行了一系列發(fā)光性能優(yōu)良的可以發(fā)長壽命熒光的稀土配合物、普通熒光的萘酰亞胺、蒽衍生物及等熒光染料的設(shè)計(jì)與合成,并進(jìn)行了在環(huán)境中病原微生物、金屬離子、

2、微量水等方面的監(jiān)測應(yīng)用。所發(fā)展的方法都具有高靈敏度,操作方便等優(yōu)點(diǎn)。主要完成內(nèi)容如下:
　　 (1)提出了一種基于兩探針串聯(lián)的環(huán)境中常見病原微生物DNA的監(jiān)測方法。該模型包括了捕獲探針DNA1,識別探針DNA2和目標(biāo)探針DNA3。合成了幾種具有長壽命熒光的稀土三元配合物,并選擇發(fā)光性能最好的:以噻吩甲酰三氟丙酮(TTA),5-氨基鄰菲噦啉(5-NH2-phen)為配體的稀土銪配合物,Eu(TTA)3(5-NH2-phen),(E

3、TN),然后通過修飾連接上免疫球蛋白:ETN-IgG,利用反相微乳液法,制備表面修飾活性基團(tuán)的核殼型納米顆粒。這樣的納米顆粒能夠十分便利地連接上寡聚核苷酸鏈以用于時間分辨熒光檢測。同時,根據(jù)已報(bào)道的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌特異性基因片段用軟件Primer Premier5.0設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)所需的捕獲探針,識別探針和目標(biāo)探針序列。雜交過程中,先將帶氨基的捕獲探針DNAl共價(jià)固定在普通載玻片上,然后與識別探針DNA2,目標(biāo)探針DNA3在玻片表面

4、進(jìn)行雜交。最后,通過檢測玻片表面的熒光強(qiáng)度來達(dá)到監(jiān)測病原微生物的目的。這種方法具有選擇性好、雜交穩(wěn)定性好、高靈敏度和雜交時間短等優(yōu)點(diǎn),是一種微生物病原體監(jiān)測的有效方法(第2章)。
　　 (2)在基于發(fā)光納米顆粒的兩探針串聯(lián)的監(jiān)測模型上,建立了一種直接用長壽命發(fā)光單分子為標(biāo)記物的病原微生物的監(jiān)測方法。用既帶有活性基團(tuán)又能發(fā)長壽命熒光的稀土銪配合物,Eu(TTA)3(5-NH2-phen)直接作為標(biāo)記物。這種檢測方法操作起來更加方便

5、。并且具有雜交時間短,穩(wěn)定性令人滿意,選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。(第3章)。
　　 (3)合成了一種新型的硫脲類熒光探針,9-蒽醛縮氨基硫脲(AnthT),并研究了該探針在測定環(huán)境樣品中痕量Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的應(yīng)用。通過研究不同金屬離子,Na(Ⅰ),Al(Ⅲ),Ba(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Co(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Ca(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cr(Ⅲ),Fe(Ⅲ),Pb(Ⅱ),Hg(Ⅱ)及Cu(Ⅱ)(相同濃度:5.0×10-5mol L-1)對

6、AnthT熒光強(qiáng)度的作用,發(fā)現(xiàn)只有Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)對AnthT的有顯著的熒光猝滅作用。在pH為7.2,激發(fā)波長為411 nm的情況下,AnthT在水-乙醇溶液(20/5 v/v)中的熒光強(qiáng)度隨著Cu(Ⅱ)或Hg(Ⅱ)濃度的增加慢慢降低。此外,在一定的金屬離子濃度范圍內(nèi)該硫脲類染料的熒光強(qiáng)度和金屬離子的濃度呈良好的線性關(guān)系,對Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)監(jiān)測的線性范圍分別為2×10-6.4×10-5 mol L-1和1×10-1×10-5

7、 mol L-1。該傳感系統(tǒng)表現(xiàn)出了令人滿意的靈敏度,操作方法簡便,并且對于Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的檢測限低至8.9×10-8 mol L-1和3.3×10-8 mol1-1。該探針可以用于實(shí)際樣品中Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)濃度的測定(第4章)。
　　 (4)合成了一種新型的對極性敏感,具有可共聚端基雙鍵、性能優(yōu)良的熒光載體,N-烯丙基-4-嗎啉基-1,8-萘酰亞胺(AMN)。將AMN通過末端雙鍵在紫外光照下共價(jià)固定到硅烷化的玻片

8、表面。然后對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在激發(fā)波長400 nm處,隨著水含量的增加,AMN的熒光強(qiáng)度顯著降低。在有機(jī)溶劑中水含量為0.00％至4.40％之間的時候,AMN的熒光強(qiáng)度和水含量呈現(xiàn)了很好的線性關(guān)系。該傳感體系表現(xiàn)出了令人滿意的重現(xiàn)性,具有靈敏度高,響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。同時,通過共價(jià)固定的方法也大大減少了熒光載體的流失,提高了傳感器的穩(wěn)定性。另外,所制備的傳感體系對環(huán)境體系的pH不敏感,并且具有至少一個月的長使用壽命(第5章)

9、。
　　 (5)合成了又一種對極性敏感的苯并噻噸二羧酸酐衍生物,N-(2-甲基丙烯酰胺)-苯并[k,1]噻噸-3,4-二甲酰亞胺(MBTD),該發(fā)光分子也通過末端雙鍵共價(jià)固定到玻片表面,用于監(jiān)測有機(jī)溶劑中的水含量。實(shí)驗(yàn)考察了不同有機(jī)溶劑對熒光載體的影響。結(jié)果表明溶劑極性對熒光載體的強(qiáng)度和斯托克斯位移都有著顯著的作用。在一定的水含量濃度范圍內(nèi),熒光強(qiáng)度與濃度呈現(xiàn)了良好的線性關(guān)系。該傳感器具有響應(yīng)速度快,重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),足以應(yīng)用于實(shí)