硫杂杯[4]荧光探针的离子识别及分子逻辑门研究

以硫杂杯[4]芳烃为母体,在其1,3-位连接羟乙基邻苯二甲酰亚胺,2,4-位以三氮唑为连接基,将苄基引入硫杂杯[4]芳烃的下沿,得到硫杂杯[4]-邻苯二甲酰亚胺衍生物荧光探针(s1)。探针s1发射强烈荧光,在CH₃CN介质中的相对荧光量子产率为0.43。在DMF/H₂O介质中,以310 nm为激发波长,Fe3+能选择性猝灭探针s1在390 nm处的荧光;在CH₃CN介质中,以245 nm为激发波长,I-能选择性猝灭探针s1在310 nm处的荧光,光谱滴定和等温滴定量热均测出探针s1与Fe3+或与I-形成1∶1配合物,结合常数均达105。结合自由能表明配合为自发过程。荧光猝灭检测Fe3+和 I-的浓度线性范围分别为1.0×10-7～1.6×10-4 mol·L-1和1.0×10-7～8.5×10-5 mol·L-1,检测限分别为2.30×10-8 mol·L-1和1.17×10-8 mol·L-1。同时,利用识别和竞争配合作用,控制Fe3+和F-的输入使探针s1发射荧光或荧光猝灭,构建了分子水平上的逻辑电路。红外光谱推测探针s1分子中三氮唑基的氮原子参与了识别Fe3+的配位,而探针s1分子中三氮唑环上的芳氢与I-形成氢键而实现识别。     

夫勒烯二氮杂桥衍生物对吡啶荧光猝灭机制以及它的电化学的研究

用荧光光谱研究了富勒烯二氮杂桥衍生物(eddy2)对吡啶荧光的猝灭机制,发现吡啶在426.27 nm处有荧光发射峰,当向吡啶中分别加入C₆₀和eddy2时,原有的发射峰强度明显减弱,且向短波长稍有移位,C₆₀和eddy2对吡啶荧光有猝灭作用。吡啶-C60和吡啶-eddy2体系的猝灭过程是分子之间结合形成了复合物引起的静态猝灭。eddy2对吡啶的离解常数为K_D＝2.28×10-6 (mol·L-1),结合常数K_S＝4.39×10-5 (L·mol-1)。同时研究了eddy2的电化学行为,发现eddy2的前3个还原峰电位比母体C₆₀的峰电位正移,表明eddy2的电化学还原比C₆₀的电化学还原容易,更容易接收电子。     

槲皮素包裹修饰硅包银纳米颗粒作为荧光传感器对铜离子的识别作用

制备了一种基于天然产物槲皮素接枝硅包银核壳结构的纳米荧光传感器(Ag@SiO₂@Qc),对铜离子具有好的选择性和灵敏性。Ag@SiO₂@Qc与Cu2+离子结合后,荧光发射强度发生猝灭,并且可通过荧光滴定光谱得到了荧光滴定曲线：y = -32.864x+587.59(R2=0.998),其线性范围分别为：3×10-7~4.8×10-6 mol·L-1,最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1。并且将Ag@SiO₂@Qc应用于环境中水样的检测结果的准确度好,精密度高,而且更加环保、方便、快捷,具有很大发展潜力与应用价值。     

DSAZn与槲皮素的配位结合及对槲皮素的高灵敏度检测

槲皮素为天然黄酮类化合物,可用于高血压、高血脂、心血管疾病、癌症等的预防和治疗;槲皮素的定量检测在生物化学、临床医学等领域尤为重要。利用分子荧光物质(DSAZn)的聚集诱导发光现象(AIE),通过配位作用识别靶标分子槲皮素,结合激发态电子转移原理,提出了一种AIE型荧光分子对槲皮素的高灵敏度、高选择性检测方法。实验研究了pH 7.0的PBS缓冲液中DSAZn的荧光随着五种药物分子（槲皮素、淫羊藿素、异鼠李素、芦丁、多巴胺）加入后的变化情况。采用荧光分光光度计,以415 nm为激发波长,扫描435~680 nm的荧光发射光谱。采用紫外分光光度计,扫描DSAZn 250~750 nm的紫外吸收光谱。紫外检测表明中药分子槲皮素可以与AIE荧光探针形成复合物,因此加入槲皮素后AIE探针的荧光被静态猝灭。荧光检测表明五种药物分子对荧光探针的猝灭强弱有明显差异,槲皮素与DSAZn结合常数为1.34×107 L·mol-1,比其他四种药物分子和DSAZn的结合常数高出一个数量级,显示出DSAZn对槲皮素具有较好的选择性。槲皮素的检测限为3.07 nmol·L-1,低于诸多文献已报道的参考值,表明DSAZn对槲皮素的识别具有较高的灵敏度。由荧光滴定光谱和荧光滴定曲线得到槲皮素对DSAZn的滴定方程为：y=0.013 4x-0.294 82,槲皮素浓度在0~5 μmol·L-1范围内线性关系良好,线性相关系数r=0.994 3。由此构建出一种AIE型荧光分子对槲皮素的高选择性、高灵敏度检测方法,该方法操作简便、重复性好,为具有相似结构药物的检测提供了新的研究思路。     

1,3-交替香豆素-硫杂杯[4]荧光探针对Fe~(3+)和牛血红蛋白的光谱识别

以1,3-交替二乙酯硫杂杯[4]芳烃和7-羟基香豆素为原料,分步取代杯芳烃下沿,合成得到1,3-交替香豆素-硫杂杯[4]芳烃荧光探针1。在DMSO/H2O(φ,3/7,pH 7)溶液中,探针1发射的强荧光被Fe3+选择性猝灭;Fe3+使探针1的紫外吸收显著增强。相同条件下其他常见金属离子的加入对探针1的荧光及吸收光谱无影响,探针在水溶液介质中仅对Fe3+高选择性识别,荧光和吸收光谱法的检测限均达10-8 mol·L-1。光谱滴定、等温滴定量热及质谱法均测出探针1与Fe3+形成1∶1配合物,作用常数达105 L·mol-1。从摩尔结合自由能和结合熵分别表明配合作用为自发过程。同时,在DMSO/H2O(φ,1/9,Tris-HCl,pH7,0.1mol·L-1 NaCl)介质中,探针1能选择性猝灭识别牛血红蛋白(BHb),线性范围在0.2~3.0μg·mL-1,检测限达0.12μg·mL-1。为一种选择性识别Fe3+和BHb的杯芳烃荧光探针。     

壳聚糖包覆的CdTe量子点荧光猝灭法测定吉米沙星

以壳聚糖包覆的CdTe量子点为荧光探针,基于荧光猝灭法建立了吉米沙星定量测定方法。结果表明,体系的荧光强度与吉米沙星浓度在3.46×10-9～3.46×10-7 g.L-1范围内呈良好的线性关系(r=0.999 2),线性回归方程为F0/F=1.063 7+0.016 7c(g.L-1)。对2.77×10-7 g.L-1吉米沙星溶液进行7次平行测定的相对标准偏差为2.7%,基于荧光猝灭法相关理论证明了该相互作用过程为静态猝灭。本方法灵敏度高,检测线性范围宽,为吉米沙星定量测定提供了简便可靠的方法。     

吖啶橙-罗丹明B荧光共振能量转移猝灭法测定砷

研究了利用吖啶橙(AO)-罗丹明B(RB)共振能量转移荧光猝灭法测定痕量砷的方法。在λ_ex/λ_em=470/580 nm,0.016 mol·L-1 H₂SO₄溶液中,十二烷基苯磺酸钠(DBS)存在下,吖啶橙-罗丹明B能够发生有效的能量转移,使罗丹明B的荧光强度大大增强;在酸性条件下,砷与钼酸铵生成砷钼杂多酸使能量转移体系罗丹明B的荧光猝灭。利用吖啶橙-罗丹明B能量转移荧光猝灭法测定痕量砷,砷在0.01～0.25 mg·L-1范围内与罗丹明B荧光猝灭程度呈良好的线形关系,方法检出限为2.56 μg·L-1。该方法用于茶叶中痕量砷的测定,相对标准偏差为0.48%～0.64%,回收率为98%～103%,结果满意。     

不同环境条件杂环农药三维荧光光谱发射特性研究

掌握不同环境因素下的光谱发射特性是农药准确测量的前提。以多菌灵、西维因、麦穗宁三种杂环农药为研究对象,研究了农药在不同pH值和常见阴、阳离子条件下的三维荧光光谱发射特性,并初步分析了Fe3+和Cu2+对三种农药的荧光猝灭机制。结果表明,多菌灵和麦穗宁均具有两个荧光峰,西维因仅有一个荧光区域,三种农药的主要荧光峰分别位于λ_ex/λ_em=280/300,310/340和280/335 nm,多菌灵和麦穗宁的次荧光峰Peak B分别位于λ_ex/λ_em=245/305 nm,λ_ex/λ_em=250/340 nm;多菌灵与麦穗宁随pH值变化表现为相似的荧光发射特征,在酸性/碱性降低时,荧光强度增大;酸性条件下西维因的荧光发射强度无明显变化,但在碱性条件下,随pH值的减小荧光强度不断增强;三种农药在pH值6.16～7.4范围内均可获得较好的荧光发射特征。水中CO2-₃,SO2-₄,NO-₃,Cl-,HPO2-₄,HCO-₃,Mg2+,Zn2+,NH+₄,Na+,Ca2+和K+等12种常见离子对多菌灵,西维因和麦穗宁的荧光发射特性无明显影响。Fe3+与Cu2+离子通过静态荧光猝灭反应, 影响三种农药的荧光发射强度。随着离子浓度的增加荧光强度不断降低,在实际测量中,需重点考虑Fe3+和Cu2+对测量结果的影响。该研究结果为水体杂环农药的准确测量提供了基础数据。     

基于NaGdF_4∶Eu纳米粒子的荧光猝灭测定痕量Cu~(2+)

采用水热法合成了柠檬酸盐修饰的水溶性NaGdF4:Eu荧光纳米粒子,粒子溶液荧光强度稳定.实验发现,Cu2+外对合成粒子的荧光有猝灭作用,据此可建立用NaGdF4:Eu荧光探针测定痕量Cu2+的新方法.实验确定NaGdF4:Eu的浓度为1.0×10-3 mol·L-1,溶液的pH值为10.0.考察了其他常见离子对粒子荧光性能的影响,其中Fe3+使荧光发生猝灭,用三乙醇胺可消除Fe3+的干扰.标准曲线的线性回归方程为I=532-0.685c,相关系数r为-0.998 4,线性范围为3.33×10-6～1.33×10-4 mol·L-1,检出限为8.9×10-7 mol·L-1,对浓度为6.0×10-5 mol·L-1的Cu2+溶液平行测定11次,RSD为0.62%.以上结果表明,方法的线性范围较宽,灵敏度和精密度较高.测定了茶叶样品中铜含量,测定结果和原子吸收法测定结果相一致.分析Cu2+对粒子荧光猝灭的机理认为,Cu2+和粒子表面的柠檬酸根发生化学结合,改变了粒子表面的结构和组成,导致其荧光发生猝灭.     

荧光光谱法研究蒜头果蛋白与金属离子的相互作用

蒜头果蛋白(malanin)是从云南、广西特有植物蒜头果中分离纯化出的一种新的、具有抗肿瘤活性的糖蛋白。用荧光光谱法研究了Cu2+,Ag+和Ca2+对malanin和apo-malanin溶液(经EDTA透析脱去金属离子后的脱金属蛋白)荧光强度的影响。结果表明,Cu2+对malanin和apo-malanin荧光均有明显的静态猝灭现象,其离解常数K_d分别为2.37×10-4和2.66×10-4 mol·L-1;Ag+对malanin的荧光强度变化不大,但对apo-malanin荧光强度却有明显的静态猝灭现象,其离解常数K_d为2.37×10-4 mol·L-1;而Ca2+对malanin和apo-malanin荧光强度均无明显变化,说明Ca2+对维持malanin分子天然构象具有重要作用。     

N-芳基-N′-(4-乙氧基苯甲酰基)硫脲衍生物阴离子识别性能的光谱研究

利用紫外-可见吸收光谱及1H NMR考察了两种N-芳基-N′-(4-乙氧基苯甲酰基)硫脲作为受体分子与F-,Cl-,Br-,I-,CH₃COO-,H₂PO-₄,HSO-₄,NO-₃等阴离子的作用。结果表明,客体阴离子F-,CH₃COO-,H₂PO-₄可以与该类受体分子形成氢键配合物,溶液颜色由无色转变为黄色,而加入其他阴离子则无变化。测定了主客体配合物的稳定常数和化学配位比,对苯环上不同取代基的受体分子与不同阴离子客体的识别作用以及同一受体对不同阴离子的识别作用进行了比较,其识别性能呈现规律性变化, 提出了可能的配合物的结合模式。     

一种用于水中次氯酸根检测的高选择性裸眼比色探针

实时检测和监测水中的次氯酸根离子（ClO-）是极富挑战性的研究工作。报道了一种光学性能优异、“裸眼”可分辨的比色型探针分子（PAH）。首先利用高分辨质谱,核磁共振氢谱和核磁共振碳谱等方法对目标探针分子（PAH）的结构进行表征。随后,利用紫外-可见吸收光谱考察了不同pH缓冲溶液条件下探针PAH与次氯酸根离子的相互作用。结果显示,水溶性的探针分子PAH在pH值为2.0~5.0的磷酸盐缓冲液中为黄色溶液,其最大吸收峰在424 nm处;在pH值为6.0~12.0的磷酸盐缓冲液中PAH为紫色溶液,最大吸收峰在532 nm处;在不同pH缓冲液体系中分别加入次氯酸根离子,肉眼可观察PAH溶液颜色褪去,紫外-可见吸收光谱显示在424 nm处的特征吸收峰逐渐降低并在532 nm处出现新的吸收峰,溶液颜色从黄色到紫色然后到无色,特征峰明显消失。进一步优化了实验条件,发现在pH 5.0的磷酸盐缓冲液中,探针分子PAH对ClO-离子具有特定的选择性和灵敏度,并且具有较低检出限等优点;在优化的条件下,探究了常见的金属离子、阴离子等共存条件下,对探针分子PAH检测次氯酸根离子的干扰影响。实验发现,常见的金属离子（Li+,Co2+,Cr3+,K+,Cd2+,Pb2+,Ca2+,Hg2+,Ba2+,Cu2+,Mg2+,Ni2+,Zn2+,Al3+和Fe3+）,阴离子（NO-₂,I-,AcO-,ClO-₄,SO2-₄,CN-,Br-,CO2-₃和F-）,活性氧（ROO·,·OH,H₂O₂,·O-₂,tBuOOH,tBuO·和1O₂）,和活性氮（ONOO-和NO·）等33种物质对探针分子检测ClO-离子的干扰较小。同时,探针PAH可以定量检测次氯酸根离子（y=1.586 78-0.524 51x,R2=0.998 52）,检出限为5.39 μmol·L-1。此外,对水体系（84消毒剂和自来水）中的次氯酸根离子浓度进行分析,三次平行试验测得自来水中次氯酸根离子的平均浓度为7.96 μmol·L-1,平均加标回收率高,表明探针PAH还可用于定量检测实际水体系中的次氯酸根离子。     

Real-time measurement of the orientational dynamics of aqueous solvation shells in bulk liquid water

We present a study of the orientational dynamics of aqueous solvation shells of halogenic anions in bulk water solution with femtosecond two-color midinfrared spectroscopy. These orientational dynamics have time constants between 2.5 and 12 ps, depending on the type of anion and the temperature. We find that the solvation shell of the larger ion I- shows faster dynamics than that of the smaller ions Cl- and Br-.     

小分子荧光探针的光谱

运用紫外-可见光谱、荧光光谱法研究了以二烯酮为荧光团的1,5-双(4-羟基)-1,4-戊二烯-3-酮探针的光学性质.一系列pH滴定实验表明探针的紫外吸收和荧光光谱随溶液的pH值的改变而变化.同时,探针紫外吸收光谱发生明显的红移,荧光光谱强度也随之变化,在碱性条件下,相对荧光强度浮动较大.解离常数pK<,α>为9.25,...     

新型锌离子荧光探针(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-喹啉亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺)的研究

以丹磺酰胺为荧光基团设计合成了新型Zn²⁺荧光探针DW1(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-喹啉亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺)。通过紫外光谱、荧光光谱及电喷雾质谱研究了DW1对Zn²⁺的选择性识别作用。结果表明,DW1与Zn²⁺结合后荧光显著增强,荧光发射光谱由545 nm蓝移至515 nm,量子产率达到0.32,且对Zn²⁺具有较高的选择性,受常见离子的干扰较小。光谱滴定和ESI-MS谱表明DW1与Zn²⁺以1∶1的化学计量数形成配合物,平衡常数K=1.75×10⁴(mol/L)^-1。     

铕和铽对四（3,4-亚甲二氧基苯基）卟啉的荧光猝灭

通过荧光光谱法研究了铕（Ⅲ）、铽（Ⅲ）两种稀土离子对四（3,4-亚甲二氧基苯基）卟啉（TMPP）荧光强度的影响.在中性介质中,铕（Ⅲ）和铽（Ⅲ）与TMPP相互作用使TMPP的荧光猝灭.实验表明：以DMF为溶剂、420 nm为最大激发波长、655nm为最大发射波长时,TMPP的荧光强度和稀土离子对其荧光猝灭均达到最大值.     

Er3+/Yb3+共掺TeO2-Li2O-B2O3-GeO2玻璃系统的光谱性质和热稳定性研究

制备了Er³⁺/Yb³⁺共掺的70TeO₂-5Li₂O-(25-x)B₂O₃-xGeO₂（x=0,5,10,15,20 mol%）系列玻璃, 研究了玻璃的热稳定性能, 测试了玻璃的吸收光谱、荧光光谱以及Er3+离子4I13/2能级荧光寿命, 并根据McCumber理论计算了Er³⁺离子4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面. 结果表明：随着GeO₂含量的增加, 玻璃的热稳定性逐渐提高, 荧光谱线半高宽（FWHM）保持在70 nm左右, 而荧光强度和Er3+离子4I13/2能级荧光寿命逐渐提高, 研究表明这种玻璃系统是一种具有应用潜能的宽带光纤放大器用的基质材料.     

苋菜红与胭脂红荧光光谱的比较分析

测量了胭脂红以及其同份异构体苋菜红的荧光光谱.胭脂红标准溶液在220～400 nm不同波长激发光下,分别在420 nm,530 nm,635 nm,687 nm波长处产生了四个荧光峰,苋菜红在220～430 nm不同波长激发光下,在654 nm处产生了一个明显荧光峰.胭脂红产生四个荧光峰是由于其具有四种可以发射荧光的荧光团,为了研究这四种荧光在不同激发光激励下产生荧光的敏感程度,以及找到胭脂红和苋菜红这两种色素产生荧光的基团之间的联系.利用荧光强度的加和性原则,分别对这两种物质的荧光强度进行了理论计算.认为苋菜红的荧光峰对应丁胭脂红的第三个荧光峰,根据此特点,初步分析了四种荧光团对这两种色素在荧光发射过程中的影响程度,同时还从结构上分析了两种色素荧光光谱差异的根本原因.     

吡唑啉类新型荧光化合物的合成及其红外光谱和荧光性能

哟唑啉荧光化合物可用于许多技术领域，据著名的Ｓｃｈｅｌｌｈａｍｍｅｒ经验，在吡唑啉基的１－和３－位上必须引入苯基才能产生荧光，而５－位影响不大，但５－位引入苯基等助色基团可使荧光谱红移。增加其荧光性，我们设计合成了五种目前在国内外均未见报道的苯并噻唑基吡唑啉类荧光化合物，经红外光谱和元素分析确定了其结构。找出了此类化合物的典型特征吸收峰，并 方法推断合成的产物是否已合环形成苯并噻唑基吡唑啉类化合物