罗丹明类金属离子探针的设计、合成与研究

发布时间：2017-05-09 16:01

  本文关键词：罗丹明类金属离子探针的设计、合成与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属离子的检测在环境保护,生物化学和分析化学领域非常重要。荧光探针由于具有灵敏度高、操作简单、成本低、能实现金属离子的实时监测并且不要求复杂的仪器和样品制备等优势,成为一种检测金属离子的有力手段。罗丹明类荧光染料由于具有较长的吸收和发射波长,非常高的量子产率,很大的消光系数以及对光稳定等良好的光谱性质而经常被用于荧光标记试剂和染料激光源。而且,许多罗丹明衍生物具有开环和闭环两种形式。这两种形式具有不同的荧光性质,其闭环形式一般无色,而其开环形式具有很强的荧光。因此,罗丹明类化合物经常被用于设计合成荧光探针。 本文设计合成罗丹明类金属离子荧光探针L1-L3。探针L1对Hg2+具有很高的选择性和灵敏度,探针L2和L3用于检测Fe3+。 我们通过罗丹明B酰肼与香豆素-3-异硫氰酸酯反应合成了探针L1。探针L1在在CH3OH/Tris-HCl (0.010mol·L-1, v:v=8:2, pH=7.0)缓冲溶液中对Hg2+具有很高的选择性和灵敏度。加入Hg2+后,探针L1在560nm左右出现很强的紫外-可见光吸收峰,颜色由无色变成紫红色。探针L1在592nm处出现很强的荧光发射峰。利用Benesi-Hildebrand方程和Job法证明探针L1与Hg2+的结合比是1：1,结合常数是3.04×104L·mol-1。探针L1对Hg2+的最低检出限是7.67×10-6mol·L-1。 探针L2由罗丹明6G酰肼与乙二醛缩合制得。探针L2在CH3CN/Tris-HCl(0.010mol·L-1, v:v=9:1,pH=7.00)缓冲溶液中对Fe3+离子显示出很高的选择性和灵敏度。探针L2加入Fe3+后,在530nm处出现很强的紫外-可见光吸收峰,颜色由无色变成橙红色。加入Fe3+后,探针L2在561nm处观察到很强的荧光发射峰。在3.33×10-6mol·L-1到2.0×10-4mo1·L-1的范围内,[Fe]-2与探针L2紫外-可见光吸收有较好的线性关系(R=0.9957)。线性方程为Y=0.00281+X*0.00195。探针L2与Fe3+的结合比为1：2,结合常数为1.4×1010L2.mol-2。最低检出限为2.3×10-6mol·L-1。 我们在探针L2的基础上,利用8-喹啉氧基乙酰胺与探针L2构建了荧光比率探针L3。在探针L3的CH3OH/Tris-HCl(0.010mol·L-1,v:v=1:1, pH=7.0)缓冲溶液中逐渐滴加Fe3+,探针L3在433nm处的发射峰强度不断下降,而在561nm出的荧光发射峰不断增强。因此,探针L3是一种对Fe3+选择性很好的荧光比率探针。
【关键词】：Fe~(3+) Hg~(2+) 罗丹明衍生物 荧光探针 荧光比率探针
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O621.3;O657.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 前言13-30
• 1.1 绪论13-14
• 1.2 荧光及描述其性质的参数14-16
• 1.2.1 荧光发生的原理14
• 1.2.2 描述荧光性质的参数14-16
• 1.3 荧光探针的识别机理16-22
• 1.3.1 光诱导分子内电荷转移机理(Photo-induced Intramolecular Charge Transfer)16-17
• 1.3.2 光诱导电子转移机理(Photo-induced Electron Transfer)17-19
• 1.3.3 荧光共振能量转移机理(Fluorescence resonance energy transfer)19-21
• 1.3.4 单体-激态缔合物形成(Monomer-Excimer formation)21-22
• 1.4 罗丹明类荧光探针研究进展22-28
• 1.4.1 罗丹明类CU~(2+)荧光探针23-24
• 1.4.2 罗丹明类Hg~(2+)荧光探针24-25
• 1.4.3 罗丹明类Fe~(3+)荧光探针25-26
• 1.4.4 罗丹明类Cr~(3+)/Cr~(6+)荧光探针26-27
• 1.4.5 罗丹明类其他金属离子探针27-28
• 1.5 本研究的意义及主要内容28-30
• 第2章 探针L1的设计合成与研究30-50
• 2.1 引言30
• 2.2 实验部分30-37
• 2.2.1 实验试剂与仪器30-31
• 2.2.2 探针L1的合成31-33
• 2.2.3 实验方法33-37
• 2.3 结果与讨论37-48
• 2.3.1 探针L1对金属离子紫外吸收识别性能的研究37-38
• 2.3.2 探针L1对金属离子识别的荧光光谱38-40
• 2.3.3 结合比的确定与结合常数的计算40-42
• 2.3.4 探针L1对Hg~(2+)响应的检出限(The limit of detection)42-43
• 2.3.5 最优实验条件的选择43-45
• 2.3.5.1 pH对探针L2荧光光谱的影响43-44
• 2.3.5.2 最佳溶剂体系的选择44-45
• 2.3.6 不同离子对L1与Hg2+识别作用的干扰45-46
• 2.3.7 探针L1对Hg~(2+)识别机理的推测46-48
• 2.4 本章小结48-50
• 第3章 探针L2的设计、合成与研究50-62
• 3.1 引言50
• 3.2 实验部分50-53
• 3.2.1 实验试剂与仪器50-51
• 3.2.2 探针L2的合成路线51-52
• 3.2.2.1 罗丹明6G酰肼的合成51
• 3.2.2.2 罗丹明6G酰肼缩乙二醛(L2)的合成51-52
• 3.2.3 实验方法52-53
• 3.2.3.1 探针储备液及金属离子储备液的配制52
• 3.2.3.2 紫外-可见吸收光谱测定52
• 3.2.3.3 荧光光谱测定52-53
• 3.3 结果与讨论53-61
• 3.3.1 探针L2对金属离子紫外吸收识别性能的研究53-54
• 3.3.2 络合比的确定与络合常数的计算54-56
• 3.3.3 探针L2对Fe~(3+)的检出限56
• 3.3.4 探针L2对金属离子识别的荧光光谱56-58
• 3.3.5 最优实验条件的选择58-59
• 3.3.5.1 pH对探针L2荧光光谱的影响58-59
• 3.3.5.2 不同比例溶剂体系对探针L2的影响59
• 3.3.6 不同离子对L2与Fe~(3+)识别作用的干扰59-61
• 3.3.7 探针L2与Fe~(3+)识别作用的可逆性61
• 3.4 本章小结61-62
• 第4章 探针L3的设计、合成与研究62-76
• 4.1 引言62
• 4.2 实验部分62-65
• 4.2.1 实验试剂与仪器62-63
• 4.2.2 探针L3的合成路线63-64
• 4.2.2.1 8-喹啉氧基乙酸乙酯(4-2)的合成64
• 4.2.2.2 8-喹啉氧基乙酰胺(4-3)的合成64
• 4.2.2.3 罗丹明6G酰肼缩乙二醛缩8-喹啉氧基乙酰胺(L3)的合成64
• 4.2.3 实验方法64-65
• 4.2.3.1 探针储备液及金属离子储备液的配制64-65
• 4.2.3.2 紫外-可见光谱测定65
• 4.2.3.3 荧光光谱的测定65
• 4.3 结果与讨论65-75
• 4.3.1 探针L3对金属离子紫外吸收识别性能的研究65-67
• 4.3.2 探针L3对Fe~(3+)的结合比的确定及结合常数的计算67-69
• 4.3.3 探针L3对Fe~(3+)的检出限69
• 4.3.4 探针L3对金属离子识别的荧光光谱69-71
• 4.3.5 最优实验条件的选择71-73
• 4.3.5.1 pH对探针L3与Fe~(3+)作用的影响71-72
• 4.3.5.2 最佳溶剂体系的选择72-73
• 4.3.6 探针L3与Fe~(3+)识别作用的可逆性73-74
• 4.3.7 不同离子对L3与Fe~(3+)识别作用的干扰74-75
• 4.4 本章小结75-76
• 第5章 结论76-77
• 参考文献77-84
• 附录 典型化合物的图谱84-90
• 攻读硕士学位期间发表的文章90-91
• 致谢91

【参考文献】

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本文编号：352782