有机小分子荧光探针的制备及传感性能研究

发布时间：2017-09-19 19:34

  本文关键词：有机小分子荧光探针的制备及传感性能研究

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【摘要】：近年来,荧光分子探针因其具有灵敏度高、选择性好、成本低、使用方便等优点,受到了科学研究者们的广泛关注。研究工作者通过设计合成理想的荧光分子探针对阴离子、金属阳离子以及中性分子进行分析和检测。在各种发光材料中,芴及其衍生物具有较高的光和热稳定性,合成简便且易于修饰,并且具有较宽的能隙,是一种常见的发蓝光的材料。本文以芴类基团为母体,吡啶类基团为识别基团,设计并合成了两种新型的金属阳离子荧光分子探针,并且获得了具有一定应用价值的研究结果。主要内容如下：设计并合成了基于N-(2-甲基吡啶)胺修饰的二苯芴荧光分子化合物,利用红外光谱、质谱、核磁共振氢谱等测试手段进行了结构表征。通过紫外吸收光谱和荧光光谱分析考察了该探针化合物对15种不同金属阳离子的识别作用。研究表明在DMF-水(1：1,v/v,pH=7.0)溶剂体系中,该探针化合物对Hg2+和Cu2+具有较好的识别能力,并且配位结合的化学计量比均为1：1。进一步研究发现,当其配位识别Cu2+时,不仅稳定结合常数值高,抗干扰性强,而且在一定范围内,随着Cu2+浓度的改变呈良好的线性关系,可以用于环境中定性及定量检测。设计并合成了基于N,N-双(2-甲基吡啶)胺修饰的二苯芴荧光分子化合物,利用红外光谱、质谱、核磁共振氢谱等测试手段进行了结构表征。通过紫外吸收光谱和荧光光谱分析考察了该探针化合物对15种不同金属阳离子的识别作用。研究表明同样在DMF-水(1:1, v/v, pH=7.0)溶剂体系中,该探针化合物对Ni2+和Cu2+具有较好的识别能力,并且配位结合的化学计量比分别为1：1和1：2。相比Cu2+,当其配位识别Ni2+时,稳定结合常数值高,抗干扰性强。通过荧光光谱分析,该探针化合物的相对荧光强度与Cu2+和Ni2+浓度在一定范围内呈线性关系,并且符合Stern-Volmer淬灭方程。
【关键词】：荧光探针 芴类衍生物 吡啶类衍生物 金属离子 选择性识别
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;X830
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-35
• 1.1 引言11
• 1.2 荧光的研究背景及发光机理11-13
• 1.2.1 荧光的研究背景11-12
• 1.2.2 荧光的发光机理12-13
• 1.3 影响荧光的主要因素13-15
• 1.4 有机荧光分子探针简介15-28
• 1.4.1 荧光分子探针的构造16-24
• 1.4.1.1 荧光基团17-20
• 1.4.1.2 连接体20
• 1.4.1.3 识别基团20-24
• 1.4.2 荧光分子探针的响应机理24-28
• 1.5 本论文选题的背景及研究内容28-31
• 1.5.1 选题背景28-30
• 1.5.2 研究内容30-31
• 参考文献31-35
• 第二章 基于N-(2-甲基吡啶)胺修饰的二苯芴荧光探针的制备及性能研究35-58
• 2.1 引言35-37
• 2.2 实验部分37-43
• 2.2.1 主要试剂37-38
• 2.2.2 主要仪器38
• 2.2.3 合成部分38-42
• 2.2.3.1 合成路线的设计38-39
• 2.2.3.2 单体荧光基团的合成39-40
• 2.2.3.3 目标荧光分子探针的合成40-42
• 2.2.4 测试部分42-43
• 2.3 结果与讨论43-54
• 2.3.1 目标荧光分子化合物的结构表征43-45
• 2.3.2 金属离子测试研究45-54
• 2.3.2.1 探针化合物对各种金属离子的选择性45-48
• 2.3.2.2 含水量对探针1a识别Hg~(2+)和Cu~(2+)的影响48-49
• 2.3.2.3 Hg~(2+)和Cu~(2+)对探针化合物1a的影响49-51
• 2.3.2.4 探针1a与Hg~+和Cu~(2+)结合计量比的测定51-52
• 2.3.2.5 探针1a的配位机理分析52-53
• 2.3.2.6 探针1a的淬灭机制分析53-54
• 2.4 本章小结54-56
• 参考文献56-58
• 第三章 基于DPA基团修饰的二苯芴荧光探针的制备及性能研究58-80
• 3.1 引言58-60
• 3.2 实验部分60-66
• 3.2.1 实验仪器与试剂60-61
• 3.2.2 合成部分61-65
• 3.2.2.1 合成路线的设计61-62
• 3.2.2.2 单体荧光基团的合成62
• 3.2.2.3 目标探针化合物的合成62-65
• 3.2.3 测试部分65-66
• 3.3 结果与讨论66-76
• 3.3.1 目标荧光分子化合物的结构表征66-67
• 3.3.2 传感性能测试研究67-76
• 3.3.2.1 探针化合物对金属离子的选择性研究67-71
• 3.3.2.2 含水量对探针2a识别Ni~(2+)和Cu~(2+)的影响71-72
• 3.3.2.3 Ni~(2+)和Cu~(2+)对探针化合物2a的影响72-73
• 3.3.2.4 化学结合计量比的测定73-74
• 3.3.2.5 探针化合物2a的配位机理分析74-75
• 3.3.2.6 探针化合物2a的淬灭机制分析75-76
• 3.4 本章小结76-78
• 参考文献78-80
• 第四章 总结与展望80-83
• 4.1 总结80-81
• 4.2 展望81-83
• 致谢83-84
• 附图84-93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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