水溶性荧光探针的制备及应用研究
发布时间：2022-01-20 15:47
随着现代工业生产的急速发展,环境问题日渐严峻,因而环境污染的检测及预警研究就显得尤为重要。环境污染中,水体中重金属离子的的污染对人类的身体健康和生物体的影响都不容小觑,所以开发水体中重金属离子的检测技术就至关重要。与其他检测技术相比,荧光传感技术具有检出限足够低、灵敏度高、操作简便、不需要大型设备等多种优点,因而受到了科研工作者的青睐。一般的荧光探针通常具有水溶性不好的缺陷,不能直接应用于水环境中的离子检测,而对于水样中重金属离子的检测技术来说,能够直接实现对水溶液样品的检测尤为重要,因此,本文设计并制备了两类水溶性的荧光探针,并研究了它们对重金属离子的检测能力。研究结果如下:基于光致电子转移（PET）机理设计合成了一种分子荧光探针PP,以吩噻嗪作为发光基团,酰胺结构作为识别基团,并在酰胺上引入了二乙醇胺结构,以增强其水溶性。研究结果表明,PP分子能够实现直接对水中Pb2+的识别响应,灵敏度较高,检出限为9.11*10-8 M,响应速度较快且能够很快达到平衡。使用水热法,以青稞为碳源制备了一种氮掺杂碳点N-CDs,并对其进行了一系列结构及性能表征。研究结果表明N-...
【文章来源】：青海大学青海省 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TC1的分子结构与识别机理Fig.1-1MolecularstructureandrecognitionmechanismofTC1
青海大学硕士学位论文第1章绪论6作者进行了密度泛函理论计算，提出了一种可能的络合响应机理：金属离子以1:1的化学计量比结合到羰基氧原子上，导致TC1的UV-Vis吸光度和荧光光谱因光诱导的电子转移(PET)过程而发生变化。Ca2+增强TC1荧光强度的原因可能是与香豆素-三唑基部分结合，并且TC1-Ca2+复合物的HOMO(-13.49eV)远低于受体激发香豆素荧光团的HOMO(-6.75eV)，将a-PET过程限制在香豆素核心上，因此会导致荧光增强。由于TC1-Fe3+络合物的HOMO能级(-7.55eV)位于受体激发的香豆素荧光团的HOMO之间，因此由于Fe3+与TC1的络合会导致整个分子上的PET过程增强进而造成荧光淬灭。YousukeOoyama(2015)也曾报道了一种基于PET机理荧光分子探针的设计方向，设计合成了两种以蒽-双(氨基甲基)苯基硼酸酯为主体结构的分子：OA-1、OA-2(图1-2)，用于有机溶剂中的痕量水分子的检测[29]。该研究发现，在荧光团上引入双(氨基甲基)苯基硼酸酯结构能够极大地活化分子的PET过程，使得OA-1和OA-2在有水存在时能够有效促进荧光离子的形成，进而阻断分子内的PET过程，导致发生荧光增强的识别响应(图1-3)。图1-2OA-1和OA-2的分子结构及合成路线Fig.1-2MolecularstructureandsyntheticrouteofOA-1andOA-2图1-3OA-1和OA-2对H2O的识别机理Fig.1-3RecognitionmechanismofOA-1andOA-2forH2O
青海大学硕士学位论文第1章绪论6作者进行了密度泛函理论计算，提出了一种可能的络合响应机理：金属离子以1:1的化学计量比结合到羰基氧原子上，导致TC1的UV-Vis吸光度和荧光光谱因光诱导的电子转移(PET)过程而发生变化。Ca2+增强TC1荧光强度的原因可能是与香豆素-三唑基部分结合，并且TC1-Ca2+复合物的HOMO(-13.49eV)远低于受体激发香豆素荧光团的HOMO(-6.75eV)，将a-PET过程限制在香豆素核心上，因此会导致荧光增强。由于TC1-Fe3+络合物的HOMO能级(-7.55eV)位于受体激发的香豆素荧光团的HOMO之间，因此由于Fe3+与TC1的络合会导致整个分子上的PET过程增强进而造成荧光淬灭。YousukeOoyama(2015)也曾报道了一种基于PET机理荧光分子探针的设计方向，设计合成了两种以蒽-双(氨基甲基)苯基硼酸酯为主体结构的分子：OA-1、OA-2(图1-2)，用于有机溶剂中的痕量水分子的检测[29]。该研究发现，在荧光团上引入双(氨基甲基)苯基硼酸酯结构能够极大地活化分子的PET过程，使得OA-1和OA-2在有水存在时能够有效促进荧光离子的形成，进而阻断分子内的PET过程，导致发生荧光增强的识别响应(图1-3)。图1-2OA-1和OA-2的分子结构及合成路线Fig.1-2MolecularstructureandsyntheticrouteofOA-1andOA-2图1-3OA-1和OA-2对H2O的识别机理Fig.1-3RecognitionmechanismofOA-1andOA-2forH2O
【参考文献】：
期刊论文
[1]Biomass-Derived Carbon Dots and Their Applications[J]. Weixue Meng,Xue Bai,Boyang Wang,Zhongyi Liu,Siyu Lu,Bai Yang. 能源与环境材料(英文). 2019(03)
本文编号：3599098
【文章来源】：青海大学青海省 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TC1的分子结构与识别机理Fig.1-1MolecularstructureandrecognitionmechanismofTC1
青海大学硕士学位论文第1章绪论6作者进行了密度泛函理论计算，提出了一种可能的络合响应机理：金属离子以1:1的化学计量比结合到羰基氧原子上，导致TC1的UV-Vis吸光度和荧光光谱因光诱导的电子转移(PET)过程而发生变化。Ca2+增强TC1荧光强度的原因可能是与香豆素-三唑基部分结合，并且TC1-Ca2+复合物的HOMO(-13.49eV)远低于受体激发香豆素荧光团的HOMO(-6.75eV)，将a-PET过程限制在香豆素核心上，因此会导致荧光增强。由于TC1-Fe3+络合物的HOMO能级(-7.55eV)位于受体激发的香豆素荧光团的HOMO之间，因此由于Fe3+与TC1的络合会导致整个分子上的PET过程增强进而造成荧光淬灭。YousukeOoyama(2015)也曾报道了一种基于PET机理荧光分子探针的设计方向，设计合成了两种以蒽-双(氨基甲基)苯基硼酸酯为主体结构的分子：OA-1、OA-2(图1-2)，用于有机溶剂中的痕量水分子的检测[29]。该研究发现，在荧光团上引入双(氨基甲基)苯基硼酸酯结构能够极大地活化分子的PET过程，使得OA-1和OA-2在有水存在时能够有效促进荧光离子的形成，进而阻断分子内的PET过程，导致发生荧光增强的识别响应(图1-3)。图1-2OA-1和OA-2的分子结构及合成路线Fig.1-2MolecularstructureandsyntheticrouteofOA-1andOA-2图1-3OA-1和OA-2对H2O的识别机理Fig.1-3RecognitionmechanismofOA-1andOA-2forH2O
青海大学硕士学位论文第1章绪论6作者进行了密度泛函理论计算，提出了一种可能的络合响应机理：金属离子以1:1的化学计量比结合到羰基氧原子上，导致TC1的UV-Vis吸光度和荧光光谱因光诱导的电子转移(PET)过程而发生变化。Ca2+增强TC1荧光强度的原因可能是与香豆素-三唑基部分结合，并且TC1-Ca2+复合物的HOMO(-13.49eV)远低于受体激发香豆素荧光团的HOMO(-6.75eV)，将a-PET过程限制在香豆素核心上，因此会导致荧光增强。由于TC1-Fe3+络合物的HOMO能级(-7.55eV)位于受体激发的香豆素荧光团的HOMO之间，因此由于Fe3+与TC1的络合会导致整个分子上的PET过程增强进而造成荧光淬灭。YousukeOoyama(2015)也曾报道了一种基于PET机理荧光分子探针的设计方向，设计合成了两种以蒽-双(氨基甲基)苯基硼酸酯为主体结构的分子：OA-1、OA-2(图1-2)，用于有机溶剂中的痕量水分子的检测[29]。该研究发现，在荧光团上引入双(氨基甲基)苯基硼酸酯结构能够极大地活化分子的PET过程，使得OA-1和OA-2在有水存在时能够有效促进荧光离子的形成，进而阻断分子内的PET过程，导致发生荧光增强的识别响应(图1-3)。图1-2OA-1和OA-2的分子结构及合成路线Fig.1-2MolecularstructureandsyntheticrouteofOA-1andOA-2图1-3OA-1和OA-2对H2O的识别机理Fig.1-3RecognitionmechanismofOA-1andOA-2forH2O
【参考文献】：
期刊论文
[1]Biomass-Derived Carbon Dots and Their Applications[J]. Weixue Meng,Xue Bai,Boyang Wang,Zhongyi Liu,Siyu Lu,Bai Yang. 能源与环境材料(英文). 2019(03)
本文编号：3599098
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3599098.html
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