基于四苯乙烯及Rhodol衍生物荧光探针构建及其对类芥子气的传感研究

发布时间：2020-03-30 23:17

【摘要】：芥子气是一种散发有害气体的液体毒剂,属化学武器中的糜烂性毒剂。自第一次世界大战至二战期间,曾多次被大规模使用,造成大量人员伤亡。在我国发生过许多起侵华日军遗留的芥子气中毒事件。目前检测芥子气的方法主要有色-质联机法、红外光谱法、色谱法等。这些传统的检测方法各有其优点,但弊端也极其明显,常会出现假阳性和误报现象。一般情况下芥子气中毒浓度较低,如何通过适宜的样品预处理方法获得可检测的芥子气标志物并选择合适的检测技术以提高方法的灵敏度,使之适用于实际中毒样品的检测研究具有非常重要的意义。荧光分析方法具有高灵敏度、高选择性、无损伤的样品制备、快速实时的原位检测、多信号输出模式等优点,因此荧光探针被认为是检测和研究传感过程的重要工具之一,已被广泛应用于生物活性分子、阴离子和阳离子及神经毒剂的检测和分析。本论文基于具有AIE性质的四苯乙烯荧光生色团和具有聚集诱导释放增强的“Rhodol-HBT”荧光染料设计合成了一系列荧光探针分子,并在空气、溶液及土壤中实现了对芥子气、类芥子气等神经毒剂的传感应用研究。本论文的主要研究内容如下:1.基于苯甲硫醇与分析物的反应,开发了用于检测SM和SM模拟物(2-氯乙基乙基硫醚,CEES)的荧光探针。设计合成了非发射性巯基甲基苯基改性四苯乙烯(TPE)探针。在金属离子存在的情况下,在水溶液中与CEES反应5分钟后,由于三明治型络合物的形成,该探针可发出强烈的荧光,可有效地限制TPE苯环的旋转。此外,该程序对分析物表现出高度的敏感性,可用于检测土壤中的CEES。这些结果表明S4具有用于SM的AIE活性荧光探针的潜力。2.以氧杂蒽类Rhodol染料和具有ESIPT特性的HBT染料相结合,基于串联的S-烷基化和脱硫反应,开发了在芥子气存在下罗丹明-硫代酰胺衍生物的螺环开环的芥子气的直观和高荧光检测方法。对其光物理性质和单晶结构的分析表明,这种化合物在聚集体中的荧光增强现象可以通过分子间旋转和振动的限制以及由分子间存在于螺环的不同侧的π-π堆积和氢键相互作用引起的ESIPT过程的协同效应来解释。探针对SM,烷基溴,烷基碘等氧类似物的干扰不存在假阳性。故化学剂量计能成功地用于检测溶液和气相中的SM。此外,该程序对分析物表现出高度的敏感性,可用于检测土壤中的CEES。该试验灵敏度足以在环境温度下用肉眼在气相中检测到硫芥,表明其具有用“裸眼”现场检测硫芥的潜在效用。
【图文】：

而非辐射跃迁是以其他形式释放能量，包括振动弛豫，内当处于激发态的电子以振动弛豫和内转换的方式释放部分能射跃迁形式释放光子回到基态 S0，就会发出荧光。当激发态发三重态（T1）再以辐射跃迁的形式释放光子回到基态 S0，，荧光释放过程中一部能量以振动弛豫和内转换的方式消耗入射光的频率，即荧光的发射波长一般比激发波长大。

光强度对激发光波长的关系曲线，即为激发光谱（许金钩 2006）。.4 斯托克斯位移荧光物质的最大荧光波长和最大吸收波长之间的差值用斯托克斯（Stokes）位其反应发射光与激发光之间的能量差值。Stokes 位移越大，发射光与激发光之差值越大，表示以非辐射跃迁损失的能量越大，反之，Stokes 位移越小，能量，表示以非辐射跃迁损失的能量越小（Lackowicz 1983）。荧光探针的组成荧光探针的组成通常包含三个功能单元。如图 1-2a 所示，分别为选择性的与被合或进行特定化学作用的识别基团（Receptor）、将识别基团与被分析物相互作息以荧光信号向外传输的荧光团（Fluorophore）和作为荧光基团和识别基团之臂的连接基团（Spacer）（Tang et al. 2015）。在实际设计探针分子时，也有部分不存在明显的连接基团，也能实现信号的识别传递（图 1-2b）。要设计出合理荧光探针分子，必须充分理解荧光探针组成及其各部分的功能和作用。下面我分子中的各个组成做简要介绍。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：E929;O657.3

【参考文献】

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1 彭梦姣;一系列新型有机功能小分子荧光探针的设计、合成及性质研究[D];西北大学;2015年

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本文编号：2608193