【摘要】：環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,環(huán)境中污染物的種類正在被不斷的發(fā)現(xiàn),污染物的數(shù)量也在不斷增加,對環(huán)境中污染物分析手段的靈敏度,準(zhǔn)確性,特異性及方便性等方面的要求也越來越高。環(huán)境中污染物的分析手段有很多種,其中熒光分析法由于其具有靈敏度高、選擇性較好等的優(yōu)點(diǎn)越來越受到了國內(nèi)外研究者的關(guān)注。本論文主要是進(jìn)行了一系列發(fā)光性能優(yōu)良的可以發(fā)長壽命熒光的稀土配合物、普通熒光的萘酰亞胺、葸衍生物及等熒光染料的設(shè)計(jì)與合成,并進(jìn)行了在環(huán)境中病原微生物、金屬離子、微量水等方面的監(jiān)測應(yīng)用。所發(fā)展的方法都具有高靈敏度,操作方便等優(yōu)點(diǎn)。主要完成內(nèi)容如下： (1)提出了一種基于兩探針串聯(lián)的環(huán)境中常見病原微生物DNA的監(jiān)測方法。該模型包括了捕獲探針DNA1,識(shí)別探針DNA2和目標(biāo)探針DNA3。合成了幾種具有長壽命熒光的稀土三元配合物,并選擇發(fā)光性能最好的：以噻吩甲酰三氟丙酮(TTA),5-氨基鄰菲Up啉(5-NH2-phen)為配體的稀土銪配合物,Eu(TTA)3(5-NH2-phen), (ETN),然后通過修飾連接上免疫球蛋白：ETN-IgG,利用反相微乳液法,制備表面修飾活性基團(tuán)的核殼型納米顆粒。這樣的納米顆粒能夠十分便利地連接上寡聚核苷酸鏈以用于時(shí)間分辨熒光檢測。同時(shí),根據(jù)已報(bào)道的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌特異性基因片段用軟件Primer Premier 5.0設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)所需的捕獲探針,識(shí)別探針和目標(biāo)探針序列。雜交過程中,先將帶氨基的捕獲探針DNA1共價(jià)固定在普通載玻片上,然后與識(shí)別探針DNA2,目標(biāo)探針DNA3在玻片表面進(jìn)行雜交。最后,通過檢測玻片表面的熒光強(qiáng)度來達(dá)到監(jiān)測病原微生物的目的。這種方法具有選擇性好、雜交穩(wěn)定性好、高靈敏度和雜交時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),是一種微生物病原體監(jiān)測的有效方法(第2章)。 (2)在基于發(fā)光納米顆粒的兩探針串聯(lián)的監(jiān)測模型上,建立了一種直接用長壽命發(fā)光單分子為標(biāo)記物的病原微生物的監(jiān)測方法。用既帶有活性基團(tuán)又能發(fā)長壽命熒光的稀土銪配合物,Eu(TTA)3(5-NH2-phen)直接作為標(biāo)記物。這種檢測方法操作起來更加方便。并且具有雜交時(shí)間短,穩(wěn)定性令人滿意,選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。(第3章)。 (3)合成了一種新型的硫脲類熒光探針,9-蒽醛縮氨基硫脲(AnthT),并研究了該探針在測定環(huán)境樣品中痕量Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的應(yīng)用。通過研究不同金屬離子,Na(Ⅰ), Al(Ⅲ), Ba(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Co(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Ca(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Fe(Ⅲ), Pb(Ⅱ), Hg(Ⅱ)及Cu(Ⅱ)(相同濃度：5.0×10-5 mol L-1)對AnthT熒光強(qiáng)度的作用,發(fā)現(xiàn)只有Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)對AnthT的有顯著的熒光猝滅作用。在pH為7.2,激發(fā)波長為411 nm的情況下,AnthT在水-乙醇溶液(20/5 v/v)中的熒光強(qiáng)度隨著Cu(Ⅱ)或Hg(Ⅱ)濃度的增加慢慢降低。此外,在一定的金屬離子濃度范圍內(nèi)該硫脲類染料的熒光強(qiáng)度和金屬離子的濃度呈良好的線性關(guān)系,對Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)監(jiān)測的線性范圍分別為2×10-6-4×10-5 mol L-1和1×10-7-1×10-5 mol L-1。該傳感系統(tǒng)表現(xiàn)出了令人滿意的靈敏度,操作方法簡便,并且對于Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的檢測限低至8.9×10-8 mol L-1和3.3×10-8 mol 1-1。該探針可以用于實(shí)際樣品中Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)濃度的測定(第4章)。 (4)合成了一種新型的對極性敏感,具有可共聚端基雙鍵、性能優(yōu)良的熒光載體,N-烯丙基-4-嗎啉基-1,8-萘酰亞胺(AMN)。將AMN通過末端雙鍵在紫外光照下共價(jià)固定到硅烷化的玻片表面。然后對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在激發(fā)波長400 nm處,隨著水含量的增加,AMN的熒光強(qiáng)度顯著降低。在有機(jī)溶劑中水含量為0.00%至4.40%之間的時(shí)候,AMN的熒光強(qiáng)度和水含量呈現(xiàn)了很好的線性關(guān)系。該傳感體系表現(xiàn)出了令人滿意的重現(xiàn)性,具有靈敏度高,響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),通過共價(jià)固定的方法也大大減少了熒光載體的流失,提高了傳感器的穩(wěn)定性。另外,所制備的傳感體系對環(huán)境體系的pH不敏感,并且具有至少一個(gè)月的長使用壽命(第5章)。 (5)合成了又一種對極性敏感的苯并噻噸二羧酸酐衍生物,N-(2-甲基丙烯酰胺)-苯并[k,1]噻噸-3,4-二甲酰亞胺(MBTD),該發(fā)光分子也通過末端雙鍵共價(jià)固定到玻片表面,用于監(jiān)測有機(jī)溶劑中的水含量。實(shí)驗(yàn)考察了不同有機(jī)溶劑對熒光載體的影響。結(jié)果表明溶劑極性對熒光載體的強(qiáng)度和斯托克斯位移都有著顯著的作用。在一定的水含量濃度范圍內(nèi),熒光強(qiáng)度與濃度呈現(xiàn)了良好的線性關(guān)系。該傳感器具有響應(yīng)速度快,重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),足以應(yīng)用于實(shí)際樣品中微量水含量的測定(第6章)。 (6)在制備各種熒光傳感體系的過程中,也合成了一系列新型的熒光物質(zhì)。在最后一章中,主要介紹了其他一些發(fā)光性能良好的熒光物質(zhì)的合成(第7章)。
【圖文】：

發(fā)不同顏色熒光的蛋白，應(yīng)用到了生物體的表達(dá)當(dāng)中。這三位科學(xué)家也因?yàn)樵诰G色熒光蛋白方面的研究獲得了2008年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)【’7]。這種綠色熒光蛋白用作生物體的表達(dá)就是一種熒光標(biāo)記的方法，其表達(dá)示意圖如圖1.1所示。熒光標(biāo)一記的方法的出現(xiàn)來源于放射性標(biāo)記的思想，但是大家都知道放射性元素的危害，熒光標(biāo)記法更加安全，方便，也因此廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、藥物分析等領(lǐng)域。\/PtomoterMCSGFP/enzyme CIoning&ExPression圖1.1綠色熒光蛋白的生物表達(dá)示意圖.2熒光傳感器法熒光傳感器法是在一種基于發(fā)熒光的敏感膜熒光變化來檢測物質(zhì)的一種分析方法。而制備熒光傳感器的一個(gè)關(guān)鍵步驟就是將熒光物質(zhì)固定到固體基質(zhì)，例如玻片、光纖等表面。 PickupJc等〔’81在文獻(xiàn)中綜述了目前各種監(jiān)測葡萄糖的熒光傳感器;Liuw等I‘9瑞l備了一種新型的檢測四環(huán)素的光化學(xué)傳感器，，該傳感器將蔥衍生物共價(jià)固定到光纖表面，檢測結(jié)果跟傳統(tǒng)的光學(xué)檢測法檢測結(jié)果相當(dāng)，重現(xiàn)性也令人滿意。本課題組也制備了一系列將熒光載體固定到普通玻片表面的極性、pH等熒光傳感體系[20一231。由于熒光傳感器具有靈敏度高，特異性好，以及可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、連續(xù)檢測等優(yōu)點(diǎn)，各種各樣的熒光傳感器已經(jīng)應(yīng)用或正在研究和開發(fā)當(dāng)中[24一28)

間為10一4一105，由于磷光和長壽命熒光的熒光壽命比普通熒光要長很多的原理，研究者們積極地開發(fā)了很多可以長壽命發(fā)光的材料，這些熒光材料可以通過時(shí)間分辨的方法消除干擾信號(hào)，使得監(jiān)測更加精確。如圖1.2所示，普通熒光在100娜之內(nèi)熒光迅速衰減到接近于O，而長壽命熒光可以通過設(shè)定延遲時(shí)間的大小，測定400娜之后的熒光強(qiáng)度，那么一些背景干擾熒光就可以去除，使檢測結(jié)果更加精確。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[39一42]，高發(fā)光量子產(chǎn)率的葉琳、金屬葉琳化合物，稀土鋪、試等離子鰲合物及含有溟、碘等重原子的大環(huán)平面共扼有機(jī)化合物等化合物的熒光
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X830

【參考文獻(xiàn)】

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1 王宗花;官杰;張菲菲;李延輝;夏延致;;碳納米管與CTMAB協(xié)同加強(qiáng)熒光探針并應(yīng)用于測定痕量錳[J];分析試驗(yàn)室;2009年11期

2 趙慶良;賈婷;魏亮亮;王琨;薛爽;;污水廠二級(jí)出水中THMs前體物鹵代活性熒光光譜分析[J];中國環(huán)境科學(xué);2009年11期

本文編號(hào)：2705654