具有聚集诱导发光性质的新型二乙烯基蒽衍生物的合成及荧光传感研究

摘要

传统荧光有机小分子探针在溶液状态下荧光很强，在聚集态或固态下荧光显著减弱甚至完全猝灭，这使得传统荧光探针在检测时常常遇到困难。聚集诱导发光现象(AIE)可有效解决传统荧光探针所遇到的问题。本论文基于二乙烯基蒽体系，设计合成了两种具有聚集诱导发光性质的新型有机小分子荧光探针—9,10-二(4-羧基苯乙烯基)蒽(DS A-2COOH)和9,10-二(二(对羧基苯基)乙烯基)蒽(DSA-4COOH)。这两种探针均具有羧基官能团，具备pH检测或金属离子传感的功能。具体内容包括：　　1.DSA-2COOH荧光探针的制备和应用　　设计合成了一种带有两个羧基的二乙烯基蒽衍生物—9,10-二(4-羧基苯乙烯基)蒽(DSA-2COOH)，并研究其聚集诱导发光性质。该分子在良溶剂（二甲基亚砜，DMSO）中，处于单分子状态，几乎没有荧光；而随着不良溶剂（水）含量的增加，荧光强度开始增大，具有明显的AIE性质。由于分子上羧基的存在，该分子对不同的pH环境也有荧光响应。在二甲基亚砜-水混合溶液(DMSO:H2O=1:9)中，实现了对溶液pH的传感，利用pH-荧光变化曲线，求得酸度系数pKa为7.24。实验结果表明DSA-2COOH是一种具有高灵敏度的荧光pH探针。　　2.DSA-4COOH荧光探针的制备和应用　　设计合成了一种带有四个羧基的二乙烯基蒽衍生物—9,10-二(二(对羧基苯基)乙烯基)蒽(DSA-4COOH)。该分子在良溶剂（甲醇）中，几乎没有荧光；而随着不良溶剂（水）含量的增加，荧光强度开始增大，具有典型的AIE性质。由于羧基的存在，该分子在pH条件下，表现出不同的荧光强度。利用pH-荧光变化曲线，求得酸度系数pKa为7.82。实验结果表明DSA-4COOH是一种有高灵敏度的荧光pH探针。此外，该分子可通过羧基与金属离子的相互作用，实现对金属离子的荧光检测。该分子在甲醇-水混合溶液(CH3OH:H2O=1:9)中仅有较弱的荧光，随着Al3+加入，荧光显著增强，且荧光强度随Al3+浓度的增加而增强（最多达7倍）。动态光散射数据(DLS)表明当加入Al3+后，分子发生聚集，分子辐射跃迁通道被打开，荧光增强。实验结果表明，其他阳离子及阴离子均对铝离子的检测没有明显的干扰，证明DSA-4COOH分子是一种具有良好的选择性Al3+“Turn-on型”荧光探针。

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 AIE型荧光有机小分子的应用

1.2.1金属离子检测

1.2.2 酸碱度检测

1.2.3 生物大分子检测

1.2.4生物小分子检测

1.3 本论文的选题依据和研究内容

2 9,10-二(4-羧基苯乙烯基)蒽的制备和应用

2.1 引言

2.2实验部分

2.2.1 实验仪器和试剂

2.2.2 DSA-2COOH的设计合成

2.2.3 DSA-2COOH分子的AIE性能

2.2.4 Na2HPO4/KH2PO4缓冲溶液（PBS,pH=7.4）的配置

2.2.5 DSA-2COOH分子的金属离子选择性

2.3结果与讨论

2.3.1 DSA-2COOH分子的结构表征

2.3.2 DSA-2COOH分子的光学性质表征

2.3.3 DSA-2COOH分子的AIE性能研究

2.3.4 DSA-2COOH分子的pH响应性能的研究

2.3.5 DSA-2COOH分子的金属离子选择性研究

2.4本章小结

3 9,10-二(二(对羧基苯基)乙烯基)蒽的制备和应用

3.1引言

3.2 实验部分

3.2.1实验仪器和试剂

3.2.2 DSA-4COOH的设计合成

3.2.3 DSA-4COOH分子的AIE性能

3.2.4 DSA-4COOH分子的实际样品检测

3.2.5 Na2HPO4/KH2PO4缓冲溶液（PBS,pH=7.4）的配置

3.2.6 DSA-4COOH分子的金属离子选择性

3.2.7 DSA-4COOH分子的铝离子检测

3.3结果与讨论

3.3.1 DSA-4COOH分子的结构表征

3.3.2 DSA-4COOH分子的光学性质表征

3.3.3 DSA-4COOH分子的AIE性能研究

3.3.4 DSA-4COOH分子的pH响应性能的研究

3.3.5 DSA-4COOH分子对实际样品pH的检测

3.3.6 DSA-4COOH分子的金属离子选择性研究

3.3.7 DSA-4COOH分子对铝离子的检测

3.4 本章小结

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

附录

致谢

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