新型卟啉类小分子化合物的超快发光动力学过程研究

摘要

卟啉化合物由于结构独特，具有丰富的物理和化学性质，在光合作用、医药、光化学等许多领域都有十分广泛的应用。Corrole是由四个吡咯通过三个亚甲基相连形成，具有18π共轭电子结构的类卟啉化合物，在光动力治疗，催化，传感等方面有巨大应用前景。本论文的主要内容包括： 1.超快激光技术在物理、化学和生物领域有非常重要应用，论述了多种超快时间分辨光谱技术特别是飞秒时间分辨光谱技术的原理和实验条件，并讨论了各自优缺点。 2.以5，10,15-三(五氟苯基)Corrole(F15TPC)，5，10,15,20-四(五氟苯基)卟啉(F20TPP)和5，10,15,20-四苯基卟啉(TPP)为研究对象，利用稳态光谱和皮秒时间分辨的瞬态光谱技术对F15TPC、F20TPP和TPP的光物理性质进行了比较研究。结果表明：卟啉有四个反应振动能级的Q带吸收峰，而Corrole有两个Q带吸收峰，说明其振动能级已出现了简并情况。Corrole的发光速率常数kf是卟啉的7倍，Corrole的无辐射跃迁常数knr只相当于卟啉的2倍，从而使Corrole具有短的荧光寿命和高的荧光量子产率。这是由于其分子结构不同，以致发色团本身的电子结构不同引起的，另外Corrole空间结构的不对称性和非共面性也对其发光特性有影响。 3.首次研究了Corrole的双荧光发射特性，利用稳态光谱技术测量了Corrole的双荧光发射行为，并与卟啉的双荧光特性进行比较。预测了Corrole的S2态荧光寿命为亚皮秒量级。结合本组实验室实际情况，利用飞秒荧光上转换光谱技术对Corrole和卟啉内部的飞秒过程进行了探索性实验研究。目前该实验系统已基本搭建完毕，但由于受到客观条件的限制(信号强度为几百个光子每秒，光子技术器不够灵敏)，只取得了初步实验结果。本文对该系统的倍频、和频效率和信号强度进行了理论计算，对流动样品池和荧光收集系统进行了特殊设计。此系统的最高时间分辨率小于100飞秒，基本由脉冲宽度和系统色散决定。并讨论了其光谱分辨率，指明了今后工作的努力方向，为该工作的继续开展奠定了一定基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1卟啉化合物简介

1.2 Corrole化合物简介

1.3卟啉类化合物的光谱学研究方法

1.4本论文课题的选题依据及主要研究内容

参考文献

第二章生物化学领域的时间分辨光谱技术

2.1前言

2.2时间分辨光谱的光电子学测量方法

2.3飞秒时间分辨光谱技术

2.4本章小结

参考文献

第3章Corrole及其相似卟啉化合物的光物理特性比较研究

3.1引言

3.2材料介绍

3.3实验与分析

3.4本章小结

参考文献

第4章Corrole和卟啉双荧光特性的稳态和飞秒荧光上转换光谱研究

4.1引言

4.2卟啉和Corrole双荧光特性稳态光谱研究

4.3卟啉和Corrole的S2态荧光寿命的预测

4.4飞秒荧光上转换系统的建立

4.5初步实验结果

4.6本章小结

参考文献

总结与展望

附录攻读硕士期间发表论文情况

致谢