若干化学计量方式的分子传感器的合成及应用研究

摘要

分子传感器的重要特征就是能够将物质的化学组成信息转换为可测量的光电信号，因而具有灵敏度高、操作简便、易于实现快速检测的优点。由于它在能源、环境、生物、卫生防疫、军事国防中的重要应用，已成为目前国际分析化学前沿性研究热点之一。而基于不可逆特异性化学反应的化学计量方式的光学分子探针，因其识别的专一性和较好的灵敏度而备受关注。香豆素和花菁染料具有良好的光谱性能和生物相容性，在分子传感器的设计当中已有广泛的应用。本文在前人工作的基础上根据一些特异性化学反应设计合成了若干光学分子传感器。本论文共分四章，分别包括以下内容： 第一章，绪论。首先简要介绍了光学分子传感器的基本概念、研究现状和发展趋势；其次重点概括了常见阴离子、过渡金属离子以及一些小分子光学分子传感器的研究现状和进展；最后，对这些相关研究进行分析总结，结合本实验室的工作基础和现有条件，提出本论文的研究设想。 第二章，介绍了N，N-二甲胺基硫代甲酰基(DMTC)保护的7-羟基香豆素化合物作为Hg2+荧光化学传感器的研究内容。根据汞离子的亲硫性质，我们设计合成了以DMTC为识别位点，同时又作为分子探针中的羟基保护基团的香豆素化合物作为水相中汞离子的化学计量传感器。在最佳条件下，基于探针分子在453nm处的荧光增强和汞离子浓度存在良好的线性关系，我们建立了一种直接测定水样中汞离子浓度的荧光光度法。由于汞离子诱导分子探针发生了不可逆的化学反应，因此该法对汞离子具有高度的选择性和专一性，而且可进行半定量测定。 第三章介绍了七次甲基花菁作为CN-比色化学传感器的研究内容。根据氰根离子的亲核反应性质，我们设计合成了具有能够发生亲核进攻反应位点的七次甲基花菁分子，并建立了一种近红外区检测氰根离子的新方法。该法具有高度的选择性，氰根离子的加入使得体系溶液颜色由绿色变为黄色，表明该传感体系可用于氰根离子的半定量“裸眼”检测，且测定波长位于近红外区，降低了生物分子或者基质背景的干扰。 第四章将研究中对其他体系的探索做一个总结和归纳，希望能对该领域研究的后来者有所启发和帮助。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第一节 光学分子传感器概论

1.1.1光学分子传感器的概述

1.1.2光学分子传感器的设计原理

第二节阴离子化学传感器

1.2.1引言

1.2.2阴离子荧光化学传感器

1.2.3阴离子比色化学传感器

第三节金属离子化学传感器

1.3.1引言

1.3.2金属离子荧光化学传感器

1.3.3金属离子比色化学传感器

第四节 中性分子化学传感器

第五节 论文设想和目标

参考文献

第二章 7-羟基香豆素衍生物对Hg2+的增强型荧光识别与传感

第一节 分子探针的设计思路

第二节 分子探针的合成与表征

2.2.1仪器

2.2.2试剂

2.2.3分子探针的合成与表征

第三节 香豆素的羟基脱保护反应用于Hg2+的识别与传感

2.3.1引言

2.3.2实验方法

2.3.3结果与讨论

2.3.4选择性

2.3.5共存离子的作用

2.3.6工作曲线

2.3.7机理探讨

2.3.8结论

参考文献

第三章 七次甲基花菁用于CN-的显色传感

第一节引言

第二节探针分子的设计思路

第三节探针分子的合成与表征

3.3.1仪器

3.3.2试剂

3.3.3分子探针的合成与表征

第四节实验结果与讨论

3.4.1实验方法

3.4.2结果与讨论

3.4.3机理探讨

3.4.4结论

参考文献

第四章 探索性工作总结

第一节对于CN传感体系的探索

第二节对于Cu2+传感体系的探索

第三节其他体系的探索

参考文献

硕士阶段发表或交流的文章

致谢