荧光探针及荧光组装体系的构筑及其性能研究

发布时间：2017-08-11 09:41

  本文关键词：荧光探针及荧光组装体系的构筑及其性能研究

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【摘要】：超分子化学经过了近半个世纪的发展,已经在主客体识别、催化反应以及智能响应性材料构筑等方面取得了长足的进展。本文将分别从荧光探针、荧光有机凝胶、配位键导向自组装阐述荧光超分子结构的构筑和性能表征。第一部分基于萘酰亚胺设计并合成了一系列新型的金属离子和小分子荧光探针,其中,探针2.5能够在水溶液中高选择性地检测汞离子(turn-on型)和铜离子(turn-off型)；探针2.8能够在水溶液中和活细胞中高选择性地检测铅离子(turn-on型)；探针2.12能够在水溶液和活细胞中高选择性地定量检测汞离子(turn-on型)；反应型一氧化氮探针2.17能够在10秒钟之内与一氧化氮特异型反应,实现荧光25倍的增强。以上探针通过氢谱、碳谱、质谱、单晶X-射线衍射等方法进行了全面的表征；通过离子选择性测试、竞争性测试等研究了探针分子的识别性能；通过对一系列模型化合物的分析,结合核磁滴定、紫外荧光滴定及Job's plot分析等方法深入研究了探针分子2.5、2.8、2.12与金属离子的识别机理与络合模式,并分别计算了其离子检出限和各自的络合常数；通过设计对照实验研究了探针分子2.17与一氧化氮的反应过程；通过细胞实验研究了探针分子2.8与2.12在细胞中的成像情况。第二部分工作基于报道的含氨基喹啉锌离子荧光探针AQz,设计合成了一系列含芘化合物3.8、3.16、3.17(分别为单取代芘衍生物、1,6-双取代芘衍生物、1,8-双取代芘衍生物),通过紫外光谱和荧光光谱研究,芘上取代基数目和位置对其光物理性质产生显著影响,而且均能在水溶液中选择性地检测锌离子。通过对其进行凝胶测试发现1,8-双取代化合物3.17表现出了良好的成胶性能,而且所形成的凝胶在紫外光激发下能够表现出有趣的荧光性能。利用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)对干凝胶形貌进行研究。此外通过对凝胶因子3.17进行了变浓度、变温度核磁研究以及变浓度、变温度荧光光谱研究,发现π-π堆积作用和氢键对3.17的自聚集和成胶过程起到了重要作用。更重要的是3.17所形成的凝胶对温度和锌离子表现出了灵敏的刺激响应行为。第三部分工作中以香豆素-罗丹明为FRET荧光对(fluorescence pair),构筑了荧光团修饰的铂氮配位键导向自组装大环FM-1, FM-2, FM-3,通过氢谱、碳谱、质谱、磷谱等对其配体和组装大环进行了全面的表征。通过对大环(FM-1, FM-2, FM-3)组装过程以及对照大环FM-4与FM-5之间的配体交换过程的FRET信号实时检测,以及利用卤素离子/银离子实现大环的可逆解组装与重组装来研究配位键导向自组装过程的动态性。
【关键词】：超分子化学 荧光探针 荧光有机凝胶 荧光共振能量转移 配位键导向自组装
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 内容摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-39
• 第一节 引言12-13
• 第二节 荧光探针13-20
• 1.2.1 荧光探针定义及组成13-15
• 1.2.2 荧光探针的识别机理15-20
• 第三节 配位键导向自组装20-34
• 1.3.1 配位键导向自组装大环的构筑21-26
• 1.3.2 荧光修饰的超分子有机金属大环26-34
• 第三节 参考文献34-39
• 第二章 金属离子及小分子荧光探针的设计合成与性能研究39-98
• 第一节 课题提出及设想39-40
• 第二节 基于萘酰亚胺的金属离子荧光探针40-87
• 2.2.1 铜/汞双响应金属离子荧光探针40-55
• 2.2.1.10 参考文献51-55
• 2.2.2 铅离子荧光探针55-69
• 2.2.2.9 参考文献66-69
• 2.2.3 汞离子荧光探针69-87
• 2.2.3.10 参考文献82-87
• 第三节 小分子(一氧化氮)荧光探针87-97
• 2.3.1 合成部分88-91
• 2.3.2 环境pH对探针2.17的影响91-92
• 2.3.3 探针2.17选择性测试92-93
• 2.3.4 一氧化氨滴定测试93-94
• 2.3.5 识别机理研究94-95
• 2.3.6 本章小结95
• 2.3.7 参考文献95-97
• 第四节 小结97-98
• 第三章 含芘荧光有机凝胶的构筑其性能研究98-127
• 第一节 课题提出及设想98-100
• 第二节 有机凝胶的合成、传感性及成胶性能研究100-119
• 3.2.1 合成过程100-104
• 3.2.2 光谱性能研究104-107
• 3.2.3 金属离子响应性研究107-109
• 3.2.4 凝胶性能研究109-112
• 3.2.5 溶液中聚集过程研究112-116
• 3.2.6 凝胶荧光性能研究116-117
• 3.2.7 加热或Zn~(2+)诱导的凝胶-溶液相转变研究117-119
• 第三节 本章小结119-120
• 第四节 参考文献120-127
• 第四章 FRET配位键导向自组装大环的组装动态性研究127-152
• 第一节 课题提出及设想127
• 第二节 自组装大环的合成及荧光性能研究127-149
• 4.2.1 合成部分127-137
• 4.2.2 变浓度核磁研究137-138
• 4.2.3 组装大环光谱研究138-140
• 4.2.4 FRET效率测试140-142
• 4.2.5 自组装大环动态性研究142-147
• 4.2.6 卤素离子调控大环组装与解组装147-149
• 第三节 本章小结149-150
• 第四节 参考文献150-152
• 结论152-154
• 附录154-157
• 研究生期间发表论文157-159
• 致谢159

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本文编号：655438