含有苯并咪唑的新型荧光化学传感器的设计与性能

发布时间：2020-05-14 06:57

【摘要】：人类生活与水体环境息息相关,目前水域中金属离子污染情况严峻,对人类健康造成影响。Cu~(2+)作为生物体内重要的微量元素,在人体细胞内浓度需维持在较低水平。由此可见,对环境和生物体内的Cu~(2+)含量的检测和监控十分必要且意义重大。荧光化学传感器能在环境和生物细胞内对金属离子特异性识别,具有高选择性和灵敏度、价格低廉且操作简便、实时检测并快速响应的优点。本文以苯并咪唑为荧光团,引入二氨基顺丁烯二腈、2-吡啶甲酸和丙烯腈为受体,设计合成了四种新型荧光化学传感器,并探究了它们对金属离子的检测能力。本论文主要工作:1.设计并合成了荧光增强且紫外可见吸收比率型识别Cu~(2+)化学传感器L。荧光光谱和紫外可见吸收光谱测试表明传感器L能够在较宽pH范围的水溶液中对Cu~(2+)表现出荧光增强和吸收光谱比率变化的特异识别效果,且两种识别方法皆选择性良好,检测限较低。通过对传感器荧光光谱测试、络合Cu~(2+)前后质谱测试、DFT计算可知传感器L与Cu~(2+)络合比为1:2。Hep G2细胞激光共聚焦扫描显微图像显示,传感器L对生物细胞具有细胞通透性和细胞内Cu~(2+)检测能力。2.设计并合成了荧光淬灭型识别Cu~(2+)化学传感器P。荧光光谱测试表明传感器P能够在乙腈溶液中对Cu~(2+)表现出荧光淬灭特异识别,选择性良好且检测限较低。工作曲线、B-H曲线表明传感器P与Cu~(2+)络合比为1:1。3.设计并合成了两种小分子苯并咪唑衍生物2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯基吡啶甲酸酯(化合物A)和3-(2-(吡啶-2-基)-1H-苯并[d]咪唑-1-基)丙腈(化合物B)。分别在不同溶剂(乙腈;乙腈:水1:1;乙醇;乙醇:水1:1)中对其进行荧光光谱测试,发现两种分子对金属离子有一定响应,但选择性不高。
【图文】：

传感器,无机分子,外来物质,化学传感器

东北师范大学硕士学位论文生变化（荧光增强、荧光猝灭、荧光发射光谱峰位移）颗粒。通过荧光化学传感器，环境信息得以表达[17]。在要指检测外来物质的，即能够和某种特定的物质（无机分子）发生络合、反应等识别作用的荧光化学传感器。化学传感器由三部分组成：荧光团、连接体和受体[18-19]

荧光团

图 1-1 荧光化学传感器的结构其中荧光团（fluorphore）指在一定波长激发光激发下，，能够产生荧光的基团同的荧光基团发光能力（荧光量子效率）有较大差异；发光性质不同，荧光发位、峰宽亦有差别。如图 1-2，常见的荧光基团分子[20-25]普遍为具有刚性的芳香稠环化合物（例如芘具有共轭结构的分子内电荷转移化合物（例如罗丹明、供电子基团修饰的萘酰素等），其分子内含有多个苯环，共轭程度高，荧光量子效率较大。某些荧光含有的杂原子（O、N 等）增加了传感器分子的可络合位点，且能够协同受体子等待分析物作用。依据实际使用的需要来设计荧光化学传感器的结构，选择光基团是在传感器开发与研究过程中的基本原则。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3

【参考文献】