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(huì)使各個(gè)機(jī)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(cè),它們的過量攝入也會(huì)使人類患病,因此重金屬以及氟離子的快速靈敏檢測(cè)成為目前研究的一個(gè)熱門。目前,大多數(shù)在復(fù)雜環(huán)境中對(duì)分析物的檢測(cè)需要多個(gè)探針同時(shí)進(jìn)行或者探針只能實(shí)現(xiàn)一對(duì)一檢測(cè),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(diǎn),以一對(duì)多的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬和氟離子的檢測(cè),從而為實(shí)現(xiàn)陰離子與陽離子的同時(shí)檢測(cè)提供了一種新思路。具體工作內(nèi)容如下:1.我們?cè)O(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)Hg²⁺和F^-的快速（3 min）同時(shí)檢測(cè)。我們?cè)跓晒馑啬阁w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(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)熒光探針的響應(yīng)機(jī)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(gè)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(shí)該分子被激發(fā)，分子中的電子會(huì)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(jí)（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(huì)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(dòng)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(dòng)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(shí)就會(huì)產(chǎn)生熒光。因?yàn)樵谀芰康尼尫胚^程中會(huì)有一部分能量通過內(nèi)轉(zhuǎn)換、振動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的光稱作磷光。1.2.2熒光的兩種光譜因?yàn)闊晒鈱儆诠庵掳l(fā)光會(huì)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(qiáng)度與分析物濃度之間的線性關(guān)系可以對(duì)分析物實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)；依據(jù)熒光光譜的形狀和熒光峰對(duì)應(yīng)的波長的差異可以對(duì)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(qiáng)度。以激發(fā)波長為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)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(qiáng)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(shí)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(jī)理Fig.1-3ThemechanismofICTfluorescentprobe2007年，Chang等人（2007），設(shè)計(jì)了一種以ICT為機(jī)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(huì)影響熒光的顏色，因?yàn)檫@種取代基更缺乏電子，因此會(huì)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(gè)更多的電子吸收氨基甲酸酯基團(tuán)，可以被H2O2特異性識(shí)別并還原成胺，這將為H2O2的比率檢測(cè)提供一個(gè)思路（圖1-4）。圖1-4熒光探針1,2的結(jié)構(gòu)及響應(yīng)機(jī)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(shí)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(huì)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(shí)別基團(tuán)）組成，其中電子供體的HOMO能級(jí)介于熒光團(tuán)HOMO與LUMO能級(jí)之間，因此電子會(huì)從電子供體的HOMO向熒光團(tuán)的空的HOMO能級(jí)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(shí)，會(huì)使其供電子能力下降，會(huì)使電子供體的HOMO能級(jí)的能量下降，PET過程受阻，此時(shí)熒光團(tuán)的LUMO能級(jí)上的電子可以回到自身的HOMO能級(jí)，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(jì)、合成與傳感應(yīng)用[D]. 李銀輝.湖南大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3341033