基于半菁染料的反应型荧光探针的合成及其性质研究

摘要

荧光化学传感器具有高选择性、高灵敏度、实时监测、操作简单以及成本低廉等优点，在阴阳离子监测领域具有非常广泛的应用。而半菁染料因其具有独特的光谱性质而被广泛应用于荧光染料的设计，另一方面可以通过结构修饰来提高其稳定性和溶解性，从而更好地将其应用于荧光探针的设计。本文利用香豆素具有很强的荧光性能，将其与苯并噻唑亚铵盐共轭连接合成了半菁染料探针1；利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱对探针1对于氰离子检测的离子选择性、灵敏度进行研究，利用紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱和核磁共振谱图对其作用机理进行研究。在含水体系中，探针以吸收蓝移和发射比率荧光变化双重传感模式高选择性识别氰离子。探针1与CN-的结合计量比为1:1，并且其作用机理已经通过核磁共振氢谱方法确认。利用具有发光性能的萘环与吲哚亚铵盐和苯并噻唑亚铵盐共轭连接分别合成了半菁染料探针2a和2b。由于理论上酯键的断裂比酰胺键的断裂容易得多，探针2a与2b都含有碳酸丙烯脂键作为钯检测的新的作用位点以期提高检测的速度，论文中对其光谱性质以及某些现实应用价值进行探索。
　　本研究主要内容包括：⑴利用荧光发射光谱对探针2a对于检测钯离子的选择性、灵敏度、响应时间进行研究，探针2a是一个对钯离子具有高选择性高灵敏度的荧光化学探针，探针2a在与钯离子发生反应前后，荧光信号发生非常大的变化，由原来在470 nm到520 nm之间一个比较弱的发射范围变成在566 nm处有一个非常强的发射峰。在乙醇和HEPES缓冲溶液中，探针2a对于钯离子的检测极限可以达到2.29×10-7mo l.L-1。⑵利用荧光发射光谱对探针2b对于检测钯离子的选择性、灵敏度、响应时间进行研究，并结合紫外可见吸收光谱、飞行质谱对其作用机理进行研究，探针2b的荧光发射峰由510 nm红移至566 nm，并且荧光颜色由绿色变为橙黄色，是一个很好的比率荧光探针，在DMSO和HEPES缓冲溶液中，探针2b对钯离子的检测极限为1.2×10-8 mol.L-1，可以实现快速检测钯离子（检测时间为10分钟），另外利用荧光发射光谱探索探针2b在环境体系和在生物体系中的应用结果发现探针2b有在环境体系和生物体系中定性定量检测钯离子的潜能。

目录

声明

第一章 绪论

1.1荧光化学传感器概述

1.2荧光化学传感器的作用原理

1.2.1光诱导电子转移型（PHotoinduced electron transfer, PET）

1.2.2分子内电荷转移（Intramolecular charge transfer, ICT）

1.2.3荧光共振能量转移型(Fluorescence resonance energy transfer, FRET)

1.2.4化学反应体系型（Reaction-based Chemosensor）

1.3关于菁染料的概述

1.3.1 菁染料的光谱性质

1.3.2 菁染料的稳定性

1.3.3 菁染料的溶解性

第二章 基于硫代半花菁染料的氰离子传感器

2.1 引言

2.1.1 关于氰离子的概述

2.1.2 检测氰离子的传统方法

2.1.3氰离子荧光化学传感器的研究进展

2.2 设计思想

2.3实验部分

2.3.1仪器和原料说明

2.3.2 荧光和紫外可见光谱的实验方法

2.3.3合成路线：

2.3.4 合成步骤

2.4 结果与讨论

2.4.1 硫代半菁染料1对CN-的选择性

2.4.2 硫代半菁染料1与CN- 的传感能力

2.4.3 探针1与CN- 作用机理

2.5 小结

第三章 基于萘环的反应型的钯离子荧光探针的研究

3.1引言

3.1.1关于钯的概述

3.1.2. 检测钯离子的传统方法概述

3.1.3钯离子荧光化学传感器的研究进展

3.2. 设计思想

3.3. 实验部分

3.3.1. 仪器和原料说明

3.3.2 实验方法

3.3.3. 合成路线

3.3.4.合成步骤

3.4. 结果与讨论

3.4.1探针2a的性质

3.4.2探针2b的性质

结论

参考文献

已发论文

致谢

附录