基于Fe3+选择性猝灭的荧光分子开关及其应用研究

摘要

本文根据三价铁离子对水杨酸类和苯胺类化合物的荧光有选择性猝灭作用,开展了相关研究。基于铁的不同价态形式对物质的荧光性质影响不同,设计了多种因素控制的荧光分子开关并构建了相应的分子逻辑门。基于柠檬酸与三价铁具有强配位作用,建立了测定柠檬酸的荧光分析新方法。本文具体进行了如下研究工作:
　　1、考察了不同金属离子对5-磺基水杨酸、3-羟基-2-萘甲酸、钛铁试剂、4-(吡啶-2-亚甲基氨基)苯醚、钌配合物[{Ru(bpy)2}2(PMAP)](BPh4)4、喹喔啉、2,3-二羟基喹喔啉等化合物荧光光谱的影响,发现Fe3+对水杨酸类和苯胺类化合物的荧光具有选择性猝灭能力。这表明在苯环上连接有给电子取代基,p-π共轭对分子共轭系统影响较大的化合物,对Fe3+有选择性荧光响应。
　　2、以5-磺基水杨酸(SSA)为代表,研究了它的荧光开光性质,发现其荧光可通过酸度(H+/OH-)、配位(Fe3+/EDTA)和氧化还原(NH2OH·HCl/K2S2O8)等方式进行可逆调控。同时探讨了它在分子逻辑体系构建方面的应用,分别以SSA和SSA-Fe3+配合物作为起始状态,构建了两化学输入的NOR、OR和INHIBIT分子逻辑门。
　　3、利用柠檬酸可以和Fe3+发生强配位作用,使SSA-Fe3+体系的荧光恢复,且体系荧光恢复程度与加入柠檬酸的量呈线性关系,建立了一种简单、快速灵敏测定柠檬酸的新方法。该方法可用于实际饮料样品中柠檬酸的测定,其测定结果与高效液相色谱法所测结果一致,加标回收率在98.5％~102.3%。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 分子逻辑门及荧光分子开关

1.1.1荧光分子开关

1.1.2荧光分子逻辑门

1.2三价铁离子的选择性荧光响应

1.2.1铁增强荧光探针

1.2.2铁猝灭荧光探针

1.2.3荧光猝灭[31]

1.3 柠檬酸的检测方法

1.3.1 分光光度法

1.3.2 酶催化

1.3.3电化学法

1.3.4 近红外光谱法

1.3.5色谱法

1.3.6原子吸收

1.3.7荧光光谱法

1.4本论文的立题思想及研究内容

2 实验部分

2.1 试剂

2.1.1 试剂的合成

2.1.2 溶液的配制

2.2 仪器

2.3样品制备

2.4 实验方法

2.4.1铁选择性猝灭荧光实验

2.4.2 荧光分子开关实验

2.4.3 柠檬酸测定实验

3 结果与讨论

3.1 对Fe3+有选择性响应的荧光配体

3.1.1 Fe3+对5-磺基水杨酸（SSA）的荧光选择性

3.1.2 Fe3+对3-羟基-2-萘甲酸（HNA）的荧光选择性

3.1.3 Fe3+对钛铁试剂（Tiron）的荧光选择性

3.1.4 Fe3+对4-（吡啶-2-亚甲基氨基）苯醚（PMAP）的荧光选择性

3.1.5 Fe3+对[{Ru(bpy)2}2(PMAP)](BPh4)4的荧光选择性

3.1.6 Fe3+对喹喔啉（QXL）的荧光选择性

3.1.7 Fe3+对2,3-二羟基喹喔啉（DHQXL）的荧光选择性

3.2基于Fe3+的多控荧光分子开关及分子逻辑门的构建

3.2.1配位比

3.2.2荧光光谱

3.2.3 荧光猝灭机理

3.2.4 多控荧光分子开关

3.2.5 分子逻辑门

3.3 SSA-Fe3+荧光探针测定柠檬酸

4 全文总结

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的主要成果