两类有机纳米粒子的电化学发光行为研究

发布时间：2020-11-11 21:53

　　 有机纳米粒子因其分子结构的多样性,低毒性,合成方法简单、多样,易于功能化等优点,广泛应用于生物医学、分析化学等领域。有机纳米粒子在电化学发光方面的研究逐渐得到人们的关注,但是存在有机纳米粒子尺寸大,发光效率低等问题。因此,进一步合成小尺寸、高发光效率的有机纳米粒子,是该领域发展急需解决的问题。本论文提出“两类有机纳米粒子的电化学发光行为研究”,利用不同良溶剂和不良溶剂的再沉淀方法,合成了 D-A型6-(4-(N,N-二苯基氨基)苯基]-3-乙氧基羰基香豆素(DPA-CM)、四苯基乙烯衍生物(包括四(4-氰基苯基)乙烯和四[4-(4'-氰基苯基)苯基]乙烯等)两类有机纳米粒子,研究了不同种类有机纳米粒子的荧光、电化学和电化学发光行为,发现了有机纳米粒子聚集诱导增强电化学发光现象。本论文分为两部分:第一部分引言简要介绍了电化学发光的机理和种类,有机纳米粒子的制备方法,以及有机纳米粒子在电化学发光方面的研究进展;另外简要介绍了聚集诱导发光现象的原理和研究进展;最后介绍了本论文的研究目的及内容。第二部分研究过程分为两部分:一、基于供体-受体的香豆素衍生物有机纳米粒子的聚集诱导增强电化学发光的研究。以水作为不良溶剂和四氢呋喃作为良溶剂,利用再沉淀法制备获得香豆素衍生物有机纳米粒子(DPA-CM NPs),该有机纳米粒子平均粒径为5.82nm。与DPA-CM溶液相比较,DPA-CM纳米粒子最大吸收波长红移,荧光发射波长蓝移。在三正丙胺存在下,DPA-CM NPs产生聚集诱导增强的电化学发光信号。聚集诱导增强的电化学发光归因于DPA-CM NPs的小尺寸,以及纳米粒子中限制构象松弛和DPA-CM阳离子自由基的良好稳定性。在三正丙胺存在的情况下,DPA-CM NPs修饰的玻碳电极可获得强且稳定的电化学发光。抗坏血酸,尿酸和多巴胺对DPA-CM NPs修饰电极的电化学发光强度有猝灭作用,基此建立了检测抗坏血酸,尿酸和多巴胺的化学修饰电极,三种物质检出限分别为0.04 μM,0.2 μM和0.4 μM。该研究发现了一种具有良好电化学发光信号的有机纳米粒子,为进一步筛选和合成有机纳米粒子提供了思路。二、四苯基乙烯类衍生物有机纳米粒子的聚集诱导增强电化学发光的研究。以水作为不良溶剂和DMF作为良溶剂,利用再沉淀法制备获得四苯基乙烯类衍生物有机纳米粒子(TPE NPs,4Br-TPE NPs,CTF-2NPs,CTF-3NPs)。通过研究四种物质(TPE,4Br-TPE,CTF-2,CTF-3)在苯和乙腈(v:v=1:1)混合溶剂中的电化学行为,及其变成纳米粒子后的紫外吸收,荧光、电化学和电化学发光行为,结果表明该四种有机纳米粒子在DMF-H20溶液体系中具有明显的聚集诱导荧光现象,且具有聚集诱导增强的电化学发光现象。我们主要研究了具有最强聚集发光现象的CTF-3NPs的相关性质,发现随着水体积的增大,荧光波长显示出小范围的红移,且电化学发光波长同样显示出小范围的红移。并且,生成的纳米粒子“溶液”在宏观上均匀且没有沉淀,表明该聚集体具有纳米尺寸。我们使用透射电镜研究了纳米粒子的形貌随时间和水体积的变化,发现时间越长,纳米粒子的尺寸越大;水体积越大,纳米粒子的尺寸越小(fw=99%时除外)。其他相关的物质性质实验正在进行中。研究结果表明这种新型ECL系统在电化学发光波长调控方面可能拥有一系列可能的应用。本论文合成了两类有机纳米粒子,均表现出稳定的电化学发光行为和较高的电化学发光效率,且均具有聚集诱导增强电化学发光现象。基于聚集诱导增强电化学发光现象,我们成功构建了一种电化学发光分析方法,用于生物活性物质的分析检测。该研究为电化学发光信号物质和电化学发光分析研究提供了新思路。
【学位单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1
【部分图文】：

州O扣:帅.

着一个长波长处的新峰产生。它们表现出由两个衰变成分组成的纳秒瞬态寿命，??表明形成了激态原子，且己经制造了基于这些坚固材料的单组分发光电致发光器??件。图１－３是化合物４ｃ的空间填充模型及其晶体填充的透视图，显示出了在??（０．５，０．５’０＿５）处的反演中心相关的两个公式单元。??ｍｉＢＢ??图１－３化合物４ｃ的空间填充模型及其晶体填充透视图［７８］??Ｆｉｇ．?１－３?Ａ?ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｐａｃｅ－ｆｉｌｌｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ?４ｃ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｐａｃｋｉｎｇ??ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｗｏ?ｆｏｒｍｕｌａ?ｕｎｉｔｓ?ｒｅｌａｔｅｄ?ｂｙ?ａｎ?ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｃｅｎｔｒｅ?ａｔ?（０．５，?０．５，?０．５）．?Ｔｈｅ?ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ??ｓｏｌｖａｔｅｓ?ｓｈｏｗｎ?ｈａｖｅ?０．５?ｏｃｃｕｐａｎｃｙ１７８＾．??Ａｌｌｅｎ?Ｊ．?Ｂａｒｄ小组通过荧光光谱和电致化学发光（ＥＣＬ）研宄了噻吩寡聚物纳??米粒子（ＮＰｓ）?［７９］。观察到具有增溶烷基不同取代模式的噻吩六聚体的聚集体或纳??米粒子的不同光谱差异。ｏｔ，ｃｏ－未取代的噻吩六聚物Ｈｅｘａｍｅｒ－２在溶液和胶体纳米粒??子中具有类似的荧光性质；与溶解在四氢呋喃（ＴＨＦ）中的离散体系观察到的相比，??仅有较小波长的红移。相反，在带有支链烷基取代基（ａ－１，６）的ａ，ｔｏ－位取代的寡??聚物的荧光最大值与加入到ＴＨＦ溶液中的不良溶剂（水）的量成比例的逐渐红移。??此外，溶解在ＴＨＦ和水混合物中的低聚物的荧光特性与在苯／乙腈混合物中通过湮??没ＥＣＬ观察到的类似。在此基础上

发光强度随着电位达到＋１．８Ｖ而急剧增加。这是单个纳米粒子（２５ｎｍ）首次观察??到的ＥＣＬ结果。且可以通过观察氧化时荧光的损失来跟踪单个固定化粒子的电化??学。图１－５为Ｆ８ＢＴ化学结构等。??ｗ?ｔｒ?￣??／＝＼?／＝＼?／ｒ￣＼１?ＴＰｒＡＨ，?ＵＣＩＯ，??—Ｌ?，ｎＭｏＣＮ??［ｃ８Ｈ１７?ｃ８Ｈ，７?／ｓｂｔ?Ｑ??已??ｄ．?＾??■?＿??图１－５?（ａ）?Ｆ８ＢＴ化学结构；（ｂ）?ＳＭＳＥＣ单元示意图；（ｃ）?ＥＣＬ图；（ｄ）宽视场ＰＬ图丨８Ｇ１??Ｆｉｇ．?１－５?（ａ）?Ｆ８ＢＴ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，?（ｂ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＭＳＥＣ?ｃｅｌｌ，?（ｃ）?Ｗｉｄｅ－ｆｉｅｌｄ?ＥＣＬ??ｉｍａｇｅ，?（ｄ）?Ｗｉｄｅ－ｆｉｅｌｄ?ＰＬ?ｉｍａｇｅ?（ｓａｍｅ?ａｒｅａ?ａｓ?ｃ）?ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ?ｆｏｃｕｓｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｃｅｎｔｒａｌ?ａｒｅａ?ｏｆ??ｔｈｅ?ｉｍａｇｅ?（ｉｎｓｅｔ：?ｅｘｐａｎｄ
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本文编号：2879790