新型共軛聚電解質(zhì)的光學(xué)傳感研究.pdf

1、實(shí)時(shí)、快速和高靈敏、高選擇性地獲取研究對(duì)象的化學(xué)、生物信息是生化傳感研究中的前沿課題之一。應(yīng)用熒光化學(xué)傳感技術(shù)進(jìn)行物質(zhì)的檢測(cè)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一,而敏感試劑和測(cè)量方法的探索是提高痕量物質(zhì)分析選擇性和靈敏度的關(guān)鍵因素。共軛聚電解質(zhì)綜合了傳統(tǒng)的共軛聚合物優(yōu)異的光電性質(zhì)(如信號(hào)放大效應(yīng))和聚電解質(zhì)的水溶性特點(diǎn),目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于光電器件及傳感器等領(lǐng)域。
　　 本論文以新型共軛聚電解質(zhì)為敏感試劑,通過熒光、紫外比值法等檢測(cè)了水溶液中

2、的pH值和DNA。
　　 論文各章的主要研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)果可歸納如下:
　　 (1)發(fā)展了一種以新型水溶性聚苯乙炔-吡啶類共軛聚電解質(zhì)(P1)為探針檢測(cè)pH值變化的新方法。
　　 從溶液外觀顏色、吸收?qǐng)D譜、熒光、動(dòng)態(tài)光散射及透射電鏡等多個(gè)方面系統(tǒng)考察了隨pH值的改變,共軛聚電解質(zhì)(P1)聚集狀態(tài)變化的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著pH值的降低,溶液的顏色從淺黃色變成橙色,紫外吸收光譜從411 nm紅移到443 nm,吸

3、光度也降低；同時(shí)在500 nm出現(xiàn)一個(gè)新峰且吸光度逐漸增大,這可能是由于吡啶環(huán)質(zhì)子化,與帶負(fù)電荷的磺酸根發(fā)生靜電結(jié)合,引起鏈間聚集。此外,有效粒徑和Zeta電勢(shì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,P1的粒徑隨溶液酸度增強(qiáng)而不斷增大,聚集在粒子周圍的負(fù)電荷越來越多:透射電鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明了P1在酸性介質(zhì)中的存在狀態(tài)的改變。在此基礎(chǔ)上,建立了紫外、熒光比值法測(cè)定pH的新方法。其它常見金屬離子對(duì)水溶液中pH的測(cè)定基本沒有干擾。該方法為發(fā)展高靈敏的基于共軛聚電解質(zhì)的

4、pH傳感研究提供了新的研究思路。
　　 (2)基于新型水溶性聚苯乙炔-吡啶類共軛聚電解質(zhì)(P2)的pH傳感研究。
　　 利用Sonogashira偶合反應(yīng)合成的一種新型的含磺酸側(cè)鏈的聚苯乙炔-吡啶類共軛聚電解質(zhì)P2作為探針,建立了一種實(shí)時(shí)檢測(cè)pH的紫外比色方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在pH7.04-1.07緩沖溶液中,隨著pH值的減小,溶液顏色由淺黃色逐漸變成橙色,明顯的顏色變化利于可視觀察；由于P2共軛主鏈上的吡啶環(huán)質(zhì)子化作用

5、,其特征峰位置從405 nm紅移至421 nm,吸收強(qiáng)度逐漸降低,在478 nm處出現(xiàn)一個(gè)新峰,峰強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),且478 nm和405 nm兩處吸收峰強(qiáng)度比值R(A478/A405)與溶液pH值有良好線性關(guān)系。同時(shí),在pH8.70～5.30范圍內(nèi),P2的熒光強(qiáng)度與溶液pH值有良好的線性響應(yīng)。這兩種方法操作簡(jiǎn)單,可以較好地避免共存金屬離子的干擾,并成功用于合成樣品pH值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　 (3)基于水溶性陰離子型共軛聚電解質(zhì)的DN

6、A熒光傳感研究。
　　 根據(jù)熒光共振能量轉(zhuǎn)移理論,提出了一種基于陰離子型共軛聚電解質(zhì)的DNA傳感研究方法。由于陰離子共軛聚電解質(zhì)(P1)本身帶負(fù)電荷,與帶正電荷的溴化乙錠通過靜電相互作用相互靠近；同時(shí),P1的熒光發(fā)射光譜與溴化乙錠的紫外-可見吸收光譜有很好的重疊,這就使得P1與溴化乙錠之間能夠發(fā)生有效的熒光共振能量轉(zhuǎn)移,從而引起P1的熒光被猝滅。而在互補(bǔ)配對(duì)DNA存在的條件下,由于EB可以嵌入到DNA雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)中,P1從復(fù)合物