基于有機硅的氟離子探針合成與性能研究.pdf

1、氟元素是所有陰離子中半徑最小的，這使得其電荷密度高，有著非常獨特的物化性質(zhì)。同時氟離子與生物體活動也息息相關(guān)。所以近年來，設(shè)計能夠高效靈敏在水溶液中對氟離子進行識別的探針得到了廣泛的研究與發(fā)展。
　　氟離子探針可以分為氫鍵型、金屬離子配位型等等。但是在所有的氟離子探針當中，硅氧鍵斷裂反應型探針具有得天獨厚的優(yōu)點。因為其可以在含水溶液中高效、專一的識別氟離子。所以本文基于氟離子在水環(huán)境中可以誘使硅氧鍵斷裂形成硅氟鍵的機理，對有機硅體

2、系探針進行了深入而詳細的探索。這類反應型探針無論是在穩(wěn)定性還是識別靈敏度都有助于提升在水溶液中對于氟離子的識別，也為未來的生物應用奠定了一個很好的基礎(chǔ)。
　　本論文合成了三個體系共六個氟離子探針，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合氧化石墨烯得到納米復合探針材料，實現(xiàn)了氟離子敏感識別。
　　體系一:
　　(1)查爾酮/橙酮類化合物1-3
　　體系二:
　　(2)吡啶鹽類化合物4和5
　　體系三:
　　(3)熒光素化

3、合物6
　　1、化合物合成與表征
　　合成了六個小分子氟離子探針，對其進行了核磁共振氫譜、核磁共振碳譜、質(zhì)譜和晶體結(jié)構(gòu)的表征。與氧化石墨烯通過π-π堆積得到納米復合探針材料，對其進行了紅外、掃描電子顯微鏡、EDS等表征，證明了納米復合材料的成功制備。
　　2、探針對氟離子的識別
　　系統(tǒng)研究了小分子探針在水溶液中對氟離子的識別。由于有機硅基團形成的識別位點的存在，化合物1-6都可以在水溶液中實現(xiàn)專一的識別氟離子。

4、其中化合物1-3和5屬于典型的熒光“turn-off”型。在加入氟離子后熒光變化均超過50％，特別是化合物2熒光減弱超過80％，裸眼觀察到明顯的熒光猝滅?；衔?與6是熒光“turn-on”型，特別是化合物6的純水溶液加入氟離子之后溶液由無色變?yōu)槊髁恋臒晒恻S。經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)化合物6的熒光檢測限為6.17×10-7μM。結(jié)合原位核磁共振氫譜與質(zhì)譜證明其識別機理為氟離子引發(fā)硅氧鍵的斷裂。
　　3、氧化石墨烯納米探針材料對氟離子的識別

5、r>　　為了進一步提高探針分子的氟離子識別靈敏性，在體系中引入了氧化石墨烯。通過大共軛環(huán)之間π-π堆積作用制備而成的納米材料GO-1-6。所得納米探針復合材料均保留了化合物1-6的吸收熒光特點。除此之外還增加了親水性、提高靈敏度、降低了響應時間。特別是對比化合物2與GO-2可以發(fā)現(xiàn):GO-2飽和當量數(shù)下降了80％，且響應時間從＞4000s下降到＜5s左右?？梢哉J為氧化石墨烯優(yōu)良的活化作用以及親水性對于提高氟離子的識別是非常有效的。