聚集诱导发光表面活性剂增敏过氧草酸酯化学发光机理及应用研究

摘要

化学发光(Chemiluminescence，CL)是在化学反应过程中产生的光发射现象。利用化学发光分析实际样品时，具有较高的灵敏度、宽的线性范围、便捷的仪器设备等优点。化学发光共振能量转移(CRET)是指化学发光能量供体和能量受体之间的非辐射能量跃迁，由于荧光受体的引入从而增敏化学发光的超微弱发光，近几年主要用于细胞中活性氧、金属离子、酶等的检测。基于CRET的机理还可用于制造冷光源。但是，CRET目前效率偏低，且影响CRET效率的因素有很多，包括供体与受体的光谱能量匹配、共振能量转移的距离、反应物浓度，接触面积以及受体的荧光性质等。提高CRET的转移效率，对拓宽化学发光的应用具有重要意义。
　　过氧草酸酯是一种经典的化学发光体系，虽然具有较长的发光时长，但是，其发光强度较弱，且只能在油相中反应，因而，在活体细胞中的应用并不多。以影响CRET的几种因素作为参考，本文设计合成了以四苯乙烯基团(TPE)为核的二丁酸二辛酯磺酸钠表面活性剂(TPE-AOT)，用于增敏过氧草酸酯的化学发光，并研究了其增敏的机理。主要研究内容如下:
　　(1)设计并合成了具有聚集诱导发光性质的表面活性剂分子(TPE-AOT)，利用微乳实验证明了其表明活性剂的性质，制备的TPE-AOT微乳液是光学透明的均一溶液，且具有明亮的绿色荧光，可以用来增敏异相的化学发光反应体系。供受体之间的距离在CRET中起着至关重要的作用，传统的化学发光供体和受体之间的距离不可控制，但设计的具有聚集诱导发射(AIE)特性（表示为TPE-AOT）的丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)的发光类似物，可以控制供受体之间的距离在1.1nm。
　　(2)第二部分内容是研究在合成的TPE-AOT微乳介质中，化学发光供体与受体之间距离对化学发光强度的影响。TPE-AOT微乳液可以将过氧草酸盐化学发光(CL)供体的位置固定于油水界面上，实现了过氧草酸盐供体与TPE-AOT受体之间距离的可控(1.14nm)，显著提高CRET效率(93.4％)。然而，在传统的微乳液与荧光染料的化学发光系统中，CRET效率较低(59.01％)。在TPE-AOT微乳中H2O2的检测限可以达到0.77μM，比传统的微乳液染色体系低一个数量级。将TPE-AOT与TCPO改性为水溶性的纳米颗粒，用于H2O2的检测，有望应用于细胞中H2O2的检测。

目录

声明

摘要

缩写对照

第一章 绪论

1．1．1 AIE发光原理

1．2 聚集诱导发光(AIE)技术的应用

1．2．1 化学传感器

1．2．2 细胞成像

1．2．3 电致发光器件的应用

1．3 化学发光

1．3．1 化学发光的原理

1．3．2 典型的化学发光体系

1．3．3 化学发光共振能量转移(CRET)

1．4 本论文研究意义及研究内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

第二章 TPE-AOT及其微乳的合成

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验步骤

2．2．4 表征条件

2．3 实结果与讨论

2．3．2 TPE-AOT表征

2．4 结论

第三章 基于聚集诱导发光构建的化学发光共振能量转移体系及分析应用

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验步骤

3．3 结果与讨论

3．3．1 TPE-AOT微乳及AOT-FSS微乳体系的光学性质及形貌特征

3．3．2 TPE-AOT-TCPO纳米颗粒的光学性质及形貌特征

3．3．3 不同微乳体系对H2O2的化学发光响应

3．3．4 TPE-AOT增敏TCPO-H2O2体系化学发光的机理

3．3．5 TPE-AOT-TCPO体系对H2O2检测

3．4 结论

第四章 结论

本论文创新点

参考文献

致谢

研究成果及所获奖励

作者和导师简介