現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展引起了一系列嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,其中重金屬污染尤為嚴(yán)重,它們隨著廢氣、廢水流入到大氣、江河、土壤等,最終可能通過食物鏈進(jìn)入人體。當(dāng)人體攝入過量的重金屬會使各個機能被損壞最終導(dǎo)致生病甚至死亡。此外,氟離子作為最小的陰離子,非常難被檢測,它們的過量攝入也會使人類患病,因此重金屬以及氟離子的快速靈敏檢測成為目前研究的一個熱門。目前,大多數(shù)在復(fù)雜環(huán)境中對分析物的檢測需要多個探針同時進(jìn)行或者探針只能實現(xiàn)一對一檢測,而本論文制備的兩種以熒光素為熒光團(tuán)的邏輯門控探針,能夠避免以上缺點,以一對多的方式實現(xiàn)對重金屬和氟離子的檢測,從而為實現(xiàn)陰離子與陽離子的同時檢測提供了一種新思路。具體工作內(nèi)容如下:1.我們設(shè)計合成的“AND”邏輯門控1-（3’,6’-雙（（叔丁基二苯基甲硅烷基）氧基）-3-氧螺螺（異吲哚啉-1,9’-黃嘌呤）-2-基）-3-苯基硫脲（FPSi）熒光探針在DMSO/H₂O（7:3,V/V）溶液中可以實現(xiàn)對Hg²⁺和F^-的快速（3 min）同時檢測。我們在熒光素母體上連接了叔丁基二苯基硅基和氨基硫脲分別作為F<... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)熒光探針的響應(yīng)機理Fig.1-1Theresponsemechanismofthetraditionalfluorescentprobe

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-2Jablonski光能耗散圖Fig.1-2Jablonskienergydiagram圖1-2Jablonski光能耗散圖展示了熒光形成的過程（Valeuretal.2012;樊美公2001）。S0是分子的基態(tài)，基態(tài)是一個分子最穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)分子吸收一定能量（光能、熱能）時該分子被激發(fā)，分子中的電子會從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)單線態(tài)、第二激發(fā)單線態(tài)等不同能級（S1、S2、S3…Sn），處在激發(fā)態(tài)的分子是非常不穩(wěn)定的，因此處于激發(fā)態(tài)的電子會自發(fā)返回到基態(tài)，返回基態(tài)的方式有兩種，一種是以發(fā)射光的形式釋放能量的輻射衰變，一種是以振動弛豫、內(nèi)轉(zhuǎn)換、系間竄躍、外轉(zhuǎn)換形式釋放能量的非輻射衰變。處在激發(fā)態(tài)的電子首先以內(nèi)轉(zhuǎn)換及振動馳豫等方式釋放部分能量回到第一激發(fā)態(tài)S1，然后再以輻射衰變的方式釋放光子回到基態(tài)S0，這時就會產(chǎn)生熒光。因為在能量的釋放過程中會有一部分能量通過內(nèi)轉(zhuǎn)換、振動馳豫的方式被消耗，因此發(fā)射波長通常比激發(fā)波長長。如果處在激發(fā)態(tài)的電子通過系間竄躍回到第一激發(fā)三重態(tài)（T1）然后再以輻射衰變的方式釋放光子，此時產(chǎn)生的光稱作磷光。1.2.2熒光的兩種光譜因為熒光屬于光致發(fā)光會涉及到兩種輻射，所以任意一種具有熒光的化合物都有兩種特征光譜即熒光激發(fā)光譜和熒光發(fā)射光譜。依據(jù)熒光光譜中物質(zhì)發(fā)射的熒光強度與分析物濃度之間的線性關(guān)系可以對分析物實現(xiàn)定量檢測；依據(jù)熒光光譜的形狀和熒光峰對應(yīng)的波長的差異可以對物質(zhì)進(jìn)行定性分析。1.2.2.1熒光激發(fā)光譜將發(fā)射波長固定，不斷改變被激發(fā)物質(zhì)的激發(fā)光的波長，然后記錄熒光強度。以激發(fā)波長為橫坐標(biāo)，以熒光強度為縱坐標(biāo)繪制得到的光譜稱為熒光激發(fā)光譜。由激發(fā)光譜可以找到發(fā)射熒光強度最大的最大激發(fā)波長，最大激發(fā)波長代表了分子在此時吸收的能量最大。

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-3熒光探針的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）響應(yīng)機理Fig.1-3ThemechanismofICTfluorescentprobe2007年，Chang等人（2007），設(shè)計了一種以ICT為機理的熒光探針1和2，他們將1,8-萘酰亞胺上的4-氨基供體進(jìn)行了修飾，這既影響ICT也會影響熒光的顏色，因為這種取代基更缺乏電子，因此會導(dǎo)致ICT誘導(dǎo)的發(fā)射極大值藍(lán)移。他們將4-氨基供體修飾為一個更多的電子吸收氨基甲酸酯基團(tuán)，可以被H2O2特異性識別并還原成胺，這將為H2O2的比率檢測提供一個思路（圖1-4）。圖1-4熒光探針1,2的結(jié)構(gòu)及響應(yīng)機理Fig.1-4Thestructureoffluorescentprobe1,2anditsresponsemechanism.1.2.3.2光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（Photo-InducedElectronTransfer,PET）PET熒光探針中，在熒光團(tuán)與識別基團(tuán)之間存在光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。如圖1-5所示，PET探針有兩種，第一種是a-PET，另一種是d-PET探針。當(dāng)分子被光激發(fā)后，電子會發(fā)生轉(zhuǎn)移。a-PET探針由熒光團(tuán)、連接基團(tuán)以及電子供體（充當(dāng)識別基團(tuán)）組成，其中電子供體的HOMO能級介于熒光團(tuán)HOMO與LUMO能級之間，因此電子會從電子供體的HOMO向熒光團(tuán)的空的HOMO能級轉(zhuǎn)移從而使得熒光團(tuán)的電子無法從LUMO回到自身的HOMO，因此出現(xiàn)熒光淬滅的現(xiàn)象。當(dāng)電子供體與分析物結(jié)合時，會使其供電子能力下降，會使電子供體的HOMO能級的能量下降，PET過程受阻，此時熒光團(tuán)的LUMO能級上的電子可以回到自身的HOMO能級，使得熒光恢復(fù)。d-PET

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]小分子光學(xué)探針設(shè)計、合成與傳感應(yīng)用[D]. 李銀輝.湖南大學(xué) 2012



本文編號：3341033