基于稀土配合物及稀土纳米片的荧光探针及传感器的研究及应用

发布时间：2020-03-21 09:14

【摘要】：稀土元素具有特殊的发光性,磁性以及配位性质,被广泛应用于合成和研究新型的配位化合物,功能性超分子,自组装系统以及荧光传感器;在生物上的应用有细胞成像,荧光响应探针,核磁共振成像及多光子激发等。稀土纳米片不仅具有独特的结构,并且稀土纳米片克服了稀土配合物不稳定,在有机溶剂中易溶出,易团聚猝灭的缺点。本论文包含以下几个方面内容:1.首先研究了三种铕配合物对胆红素的检测作用,发现三种配合物对胆红素都有很好的检测性,其线性,灵敏度,猝灭率都表现良好。通过对比研究发现,在这三种配合物中以Htta为配体的配合物灵敏性最高,猝灭率最高。结合紫外-可见吸收光谱、激发光谱、荧光衰减曲线分析,系统讨论了配合物天线效应的机理,并建立相应模型。同时还对Eu(III)-tta配合物探针在医疗检测的实际应用进行了初步探索。2.从二维材料石墨烯中获得灵感将稀土材料制备成二维稀土纳米片。稀土纳米片不仅能有效改善稀土配合物不稳定,而且具有纳米片独特的物理性质。因其氧化物纳米片中不含羟基,发光强度得到提升。该纳米片被用于检测胆红素效果良好。通过电泳沉积将纳米片沉积到导电玻璃表面,并用高分子膜修饰,制备了新型胆红素传感器。3.制备了一种Htta修饰的聚苯乙烯(PS)膜包裹的Eu~(3+)掺杂的氧化物纳米片能同时检测气体,液体中的分子氧。在激发光356 nm激发下,纳米片(TTA)/PS传感器随着氧气浓度(或分压)增加,发光强度减弱。通过结构及荧光动力学分析,探讨该传感器的敏感机理。4.磺基水杨酸(SSA)是Tb~(3+)的优良配体,能大大增强其发射光强度。有毒离子铬酸根(CrO_4~(2-))大量存在于矿山地区和一些金属加工厂,对环境产生了严重影响。CrO_4~(2-)能有效猝灭Tb(SSA)_4发光,Tb(SSA)_4相对发光强度和CrO_4~(2-)浓度成线性关系,相关系数高并且对CrO_4~(2-)具有很好的选择性。以磺基水杨酸(SSA),作为插层剂和配体合二为一,制备了Tb~(3+)掺杂氢氧化物纳米片。制备得到的SSA修饰的铽掺杂的氢氧化物纳米片对胆红素,CrO_4~(2-)都有很好的检测作用,对氧气不敏感。
【图文】：

基态而导致的光的发射。两种状态将具有相同的单重自旋多重的荧光寿命约 10-9秒。磷光是由基态激发到具有相同自旋多重系间窜跃到激发三线态，再由三线态回到基态的过程。磷光的持续时间从微秒到分钟不等。如图 1.1 所示，1935 年，Jablon能级图解释发光现象产生的原理。他的图简要而有效地描述了激发态，荧光激发到同样多重性的激发态 S1。从激发态回到子发射，光子的发射过程被认为是发光现象。如果这个过程在发射光子，那么它就经历了一个称为非辐射衰变的过程。在非能量原来以光子的形式发射的，最终以声子，晶格振动或热的形的过程是从激发的单重态系间交差到一个激发三重态，该过程过振动弛豫，在它终于达到基态 S0之前电子从激发的三线态线态，松弛过程以辐射或非辐射方式进行，分别释放光和热[5

华东师范大学博士论文III)来说，三重态的能量对应于最大的量子产率取决接近于5D0的能量水平，β-二酮配合物接近于5D1的合物接近于 Eu(III)5D2的能量水平。相同的多氨基II)配合物，Tb(III)的最大量子产率大于 Eu(III)的最大)(5D0-7F6)的能隙小于 Tb(III)(5D4-7F0)之间的能隙[10]。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O641.4;O657.3
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本文编号：2593115