近年來,熒光技術(shù)由于具有靈敏度高、價(jià)格低和可實(shí)時(shí)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于化學(xué)、材料、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。熒光技術(shù)的發(fā)展離不開熒光材料,在各種發(fā)光材料中,有機(jī)熒光材料由于其發(fā)光性能優(yōu)異,種類繁多,結(jié)構(gòu)和光譜可調(diào)等優(yōu)勢,吸引了研究者的廣泛關(guān)注。本論文設(shè)計(jì)制備了多種具有優(yōu)異光學(xué)性能和功能性的新型有機(jī)熒光材料,提高熒光團(tuán)的量子產(chǎn)率,并實(shí)現(xiàn)了其在生物檢測和生物成像方面的應(yīng)用。主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.設(shè)計(jì)制備了一種新型水溶性熒光共軛聚合物,實(shí)現(xiàn)了對細(xì)胞膜的雙色熒光成像。聚合物主鏈結(jié)構(gòu)包含發(fā)藍(lán)光的能量給體和發(fā)紅光的能量受體,可進(jìn)行熒光共振能量轉(zhuǎn)移,其側(cè)鏈修飾帶正電的雙咪唑基團(tuán)和寡聚乙二醇,具有優(yōu)異的水溶性,并且可通過靜電相互作用與帶負(fù)電的細(xì)胞膜結(jié)合。共軛聚合物與細(xì)胞共培養(yǎng)后,可迅速在細(xì)胞膜表面發(fā)生聚集,即使長時(shí)間共培養(yǎng)也不會(huì)發(fā)生內(nèi)吞作用而進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部,且由于聚集誘導(dǎo)分子鏈間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率提高,紅色熒光增強(qiáng),可以同時(shí)發(fā)射出強(qiáng)度相近的藍(lán)色和紅色熒光信號(hào),實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞膜的雙色熒光成像。2.基于水溶性共軛聚合物聚集增強(qiáng)熒光共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)理,實(shí)現(xiàn)了對三磷酸腺苷分子的高效檢測。該共軛聚合物在自由態(tài)時(shí),由于分子內(nèi)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移較弱,主要發(fā)射出藍(lán)光和少部分的紅光而呈現(xiàn)紫色。當(dāng)其側(cè)鏈中的雙咪唑基團(tuán)與三磷酸腺苷分子通過靜電相互作用等發(fā)生特異性結(jié)合,形成聚集體,分子間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移增強(qiáng),紅色熒光增強(qiáng),利用能量轉(zhuǎn)移效率的差異,可實(shí)現(xiàn)對三磷酸腺苷分子的高靈敏度和高選擇性檢測。3.設(shè)計(jì)制備了一種具有高親和性的紅光共軛寡聚物/二氧化硅復(fù)合納米粒子,實(shí)現(xiàn)了對潛指紋的高效檢測。首先合成了具有紅色熒光的有機(jī)共軛寡聚物,側(cè)鏈修飾硅烷基團(tuán),采用反相膠束法,寡聚物可以通過共價(jià)鍵摻雜到二氧化硅納米粒子中,對復(fù)合納米粒子進(jìn)行環(huán)氧基改性。寡聚物在二氧化硅基體中的均勻分散,可以有效阻止聚集引發(fā)的自淬滅問題,熒光發(fā)光效率得到顯著增強(qiáng)。將該納米粒子粉末用于潛指紋檢測,紅色熒光可以有效避免背景熒光的干擾,環(huán)氧基團(tuán)可以有效提高納米粒子對指紋分泌物的親和性,該納米粒子在多種基底上具有優(yōu)異的檢測潛指紋的能力。4.設(shè)計(jì)制備了具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的水溶性分子,實(shí)現(xiàn)了在細(xì)胞環(huán)境中對鐵離子的高效檢測。選用傳統(tǒng)AIE結(jié)構(gòu)四苯基乙烯作為發(fā)光基團(tuán),側(cè)鏈修飾雙咪唑基團(tuán)和寡聚乙二醇結(jié)構(gòu)。探針以單分子狀態(tài)溶解在水中時(shí)熒光較弱,與三磷酸腺苷分子通過自組裝形成有機(jī)熒光納米粒子后,熒光顯著增強(qiáng)�；跓晒獯銣鐧C(jī)理,該熒光納米粒子可以在水溶液中對鐵離子進(jìn)行高靈敏度和高選擇性檢測。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明,該熒光分子的熒光可以通過結(jié)合宮頸癌細(xì)胞的內(nèi)源性三磷酸腺苷分子而發(fā)生大幅增強(qiáng),同時(shí)該熒光信號(hào)可以被鐵離子淬滅,實(shí)現(xiàn)在細(xì)胞環(huán)境中檢測鐵離子。
【學(xué)位單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.1
【部分圖文】：

Ｓｔｏｋｅｓ在研究奎寧和葉綠素溶液時(shí)，使用分光計(jì)觀察到這些溶液發(fā)射出逡逑的光波長比入射光波長長［３９］。逡逑熒光的產(chǎn)生過程可以用Ｊａｂｌｏｎｓｋｉ圖來描述，如圖２－１所示［４叱分子軌道逡逑中所有電子自旋配對，當(dāng)自旋方向相反時(shí)，分子為單線態(tài)（Ｓ）；電子在躍遷過逡逑程中如果改變自旋方向，使得自旋方向相同，分子則處于激發(fā)三線態(tài)（Ｔ�。�。熒逡逑光分子的電子通常會(huì)處于最低能級(jí)（ＳＱ），當(dāng)熒光物質(zhì)受到能量激發(fā)后，電子可逡逑以從基態(tài)躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)，如第一激發(fā)態(tài)（Ｓ0或第二激發(fā)態(tài)（Ｓ２）的不逡逑同振動(dòng)能級(jí)。處于激發(fā)態(tài)不同振動(dòng)能級(jí)的電子通過各種非輻射形式下降到激逡逑發(fā)態(tài)最低振動(dòng)能級(jí)（Ｓ0，隨后，電子以輻射的形式回到基態(tài)最低振動(dòng)能級(jí)，發(fā)逡逑出熒光；另一方面，處于激發(fā)單線態(tài)的電子可能通過系間竄越，躍遷至第一逡逑激發(fā)三線態(tài)（１），再以輻射的形式回到基態(tài)，發(fā)出磷光。電子在吸收能量后，逡逑有一部分能量會(huì)以振動(dòng)弛豫、內(nèi)轉(zhuǎn)化等非輻射形式損耗

包括吸收光譜、發(fā)射光譜、量子產(chǎn)率、熒光壽命等。目前，較常見的共逡逑軛聚合物骨架的結(jié)構(gòu)單元主要為聚乙炔Ｈ３］、聚苯［＃、聚吡咯［４５］、聚噻吩［４６］、逡逑聚對苯撐乙烯【４７］、聚對苯撐乙炔［４８］、聚芴［４９】等，如圖２－３所示。逡逑＾０＾７逡逑聚乙炔邐聚苯邐聚ａｌｔ咯邐聚味吩邐聚對苯d愐蟻╁尉鄱員窟ヒ胰插義希А駑危五澹五義�、ｓ＇辶x暇圮體尉圮潭員絛鷚蟻╁尉圮癱坎⑧綞襄義賢跡玻吵＜查罹酆銜錒羌艿慕峁故藉義希稿澹義

本文編號(hào)：2831763