基于AIE和DTBET机理的超灵敏比率型荧光探针的构建及其性能研究
发布时间：2021-10-19 22:58
比率型荧光探针可以通过两个发射带的内置校正消除误差并提高灵敏度,在检测目标物的过程中可明显观察到荧光变化,实现荧光直观性检测。目前,开发出具有实用价值的新型比率型荧光探针是一大研究热点。本论文中,基于通键能量转移机理,设计了两种基于罗丹明-四苯乙烯衍生物的比率型荧光传感器,分别用于检测生物体内的Hg2+和次氯酸分子。主要研究内容如下:第一章介绍了荧光探针的研究背景,荧光探针的作用机理,基于通键能量转移机理的荧光探针的研究进展,以及本论文的研究内容。第二章提出了一种基于通键能量转移机理的Hg2+比率型荧光探针TR-Hg。探针TR-Hg由四苯乙烯（能量供体）和罗丹明B硫代内酯（能量受体）组成。由于罗丹明闭环结构不发射荧光,探针TR-Hg只发射四苯乙烯部分的荧光。与Hg2+反应后,罗丹明部分的螺内酰胺环打开,发生通键能量转移过程,四苯乙烯部分的荧光消失,发射罗丹明部分的红光。结合聚集诱导发射效应和通键能量转移机理的优点,消除了能量转移过程中暗能量供体的发射泄露,能量转移效率接近100%。数据表明,探针TR-Hg对Hg...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
荧光探针的组成
第一章绪论3低，电子供体的HOMO和荧光团的HOMO能级间电子的转移被抑制，即a-PET过程被阻断，荧光恢复[24]。d-PET过程是指激发态电子从荧光团转移到电子受体部分，电子受体的LUMO能级介于荧光团的LUMO和HOMO之间。当吸收激发光子后，荧光团LUMO上的电子将转移到电子受体的LUMO上，而不会返回HOMO发射荧光。这就是d-PET的淬灭过程。当探针与目标物结合后，电子受体的氧化还原电位升高，从而使电子受体的LUMO在能量上比荧光团的LUMO高，两个能级间的电子转移被抑制，即d-PET过程被阻断，荧光恢复[24]。在小分子荧光探针的设计过程中，PET机理是应用最广泛的机理。通常情况下，荧光探针发生PET过程导致荧光被淬灭，并且通过与目标物结合抑制这一过程而恢复荧光[25,26]。图1-2PET机理示意图Fig1-2SchematicdiagramofthePETmechanism1.3.2分子内电荷转移（ICT）在基于分子内电荷转移（IntramolecularChargeTransfer，ICT）机理的荧光传感器中，荧光团的一端是电子供体，另一端是电子受体，二者共轭相连，形成一个具有两种功能的单一实体，既可以作为电子供体，也可以作为电子受体[7,11]。如图1-3所示，当阳离子与荧光探针中的供电子基团结合后，由于阳离子降低了电子供体的给电子特性，削弱了体系的共轭程度，HOMO和LUMO的能级差变大，从而引起吸收光谱和发射光谱法发生蓝移。相反，当阳离子与荧光探针中的吸电子基团结合，由于阳离子增加了该荧光基团的吸电子特性，增强了该体系的共轭程度，HOMO和LUMO的能级差变小，从而引起吸收光谱和发射光谱红移[1,22]。基于ICT机理的化学传感器，在与目标物结合后会引起发射光谱红移或蓝移，产生一个比率信号，常用于比率型荧光探针的设计。
广东工业大学硕士论文4图1-3ICT机理示意图Fig1-3SchematicdiagramoftheICTmechanism1.3.3聚集诱导发光（AIE）一般情况下，有机物分子分散在溶液中发射荧光，而分子处于聚集状态时不发射荧光，这种现象被称为聚集引起的荧光淬灭（Aggregation-CausedQuenching，ACQ）[27]。然而，2001年唐本忠院士的团队[28]发现一些有机分子分散在溶液中时几乎不发射荧光，但是当它们聚集时发射很强的荧光，他们将这种不寻常的荧光发射现象称为聚集诱导发射（Aggregation-InducedEmission，AIE）。在聚集状态下，ACQ染料通常发生红移，并且荧光强度减弱，而AIE染料的荧光发射强度显著提高，发射位移没有明显变化。如图1-4所示，苝是典型的ACQ分子，在四氢呋喃溶液中发射很强的荧光，当溶液中水的含量逐渐增加时，苝染料溶解度逐渐降低，分子逐渐聚集，荧光强度减弱。而六苯硅（HPS）是典型的AIE分子，在四氢呋喃溶液中不发射荧光，当溶液中水含量逐渐增加时，HPS分子逐渐聚集，发射荧光。
本文编号：3445759
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
荧光探针的组成
第一章绪论3低，电子供体的HOMO和荧光团的HOMO能级间电子的转移被抑制，即a-PET过程被阻断，荧光恢复[24]。d-PET过程是指激发态电子从荧光团转移到电子受体部分，电子受体的LUMO能级介于荧光团的LUMO和HOMO之间。当吸收激发光子后，荧光团LUMO上的电子将转移到电子受体的LUMO上，而不会返回HOMO发射荧光。这就是d-PET的淬灭过程。当探针与目标物结合后，电子受体的氧化还原电位升高，从而使电子受体的LUMO在能量上比荧光团的LUMO高，两个能级间的电子转移被抑制，即d-PET过程被阻断，荧光恢复[24]。在小分子荧光探针的设计过程中，PET机理是应用最广泛的机理。通常情况下，荧光探针发生PET过程导致荧光被淬灭，并且通过与目标物结合抑制这一过程而恢复荧光[25,26]。图1-2PET机理示意图Fig1-2SchematicdiagramofthePETmechanism1.3.2分子内电荷转移（ICT）在基于分子内电荷转移（IntramolecularChargeTransfer，ICT）机理的荧光传感器中，荧光团的一端是电子供体，另一端是电子受体，二者共轭相连，形成一个具有两种功能的单一实体，既可以作为电子供体，也可以作为电子受体[7,11]。如图1-3所示，当阳离子与荧光探针中的供电子基团结合后，由于阳离子降低了电子供体的给电子特性，削弱了体系的共轭程度，HOMO和LUMO的能级差变大，从而引起吸收光谱和发射光谱法发生蓝移。相反，当阳离子与荧光探针中的吸电子基团结合，由于阳离子增加了该荧光基团的吸电子特性，增强了该体系的共轭程度，HOMO和LUMO的能级差变小，从而引起吸收光谱和发射光谱红移[1,22]。基于ICT机理的化学传感器，在与目标物结合后会引起发射光谱红移或蓝移，产生一个比率信号，常用于比率型荧光探针的设计。
广东工业大学硕士论文4图1-3ICT机理示意图Fig1-3SchematicdiagramoftheICTmechanism1.3.3聚集诱导发光（AIE）一般情况下，有机物分子分散在溶液中发射荧光，而分子处于聚集状态时不发射荧光，这种现象被称为聚集引起的荧光淬灭（Aggregation-CausedQuenching，ACQ）[27]。然而，2001年唐本忠院士的团队[28]发现一些有机分子分散在溶液中时几乎不发射荧光，但是当它们聚集时发射很强的荧光，他们将这种不寻常的荧光发射现象称为聚集诱导发射（Aggregation-InducedEmission，AIE）。在聚集状态下，ACQ染料通常发生红移，并且荧光强度减弱，而AIE染料的荧光发射强度显著提高，发射位移没有明显变化。如图1-4所示，苝是典型的ACQ分子，在四氢呋喃溶液中发射很强的荧光，当溶液中水的含量逐渐增加时，苝染料溶解度逐渐降低，分子逐渐聚集，荧光强度减弱。而六苯硅（HPS）是典型的AIE分子，在四氢呋喃溶液中不发射荧光，当溶液中水含量逐渐增加时，HPS分子逐渐聚集，发射荧光。
本文编号：3445759
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