包埋不同淡水耗氧菌BOD传感膜的光谱响应特征研究

利用四甲氧基硅烷（TMOS）、二甲基二甲氧基硅烷（DiMeDMOS）与聚乙烯醇（PVA）构成的有机改性材料分别包埋五种不同淡水耗氧菌,制备光化学生物耗氧量（BOD）的传感敏感膜,并在自行构建的BOD测定仪上考察其光谱响应行为。实验结果表明,分别包埋五种淡水耗氧菌和它们混合菌种的BOD传感膜对BOD的荧光强度响应范围为0～60 mg·L-1至0～120 mg·L-1,线性相关系数为0.976～0.997,响应时间为0.5～8.7 min,传感敏感膜可连续使用30 d以上。实验研究考察了不同实验条件下如温度和测定体系的pH对BOD传感膜响应的影响。实验结果发现,在4 ℃下保存12个月后,BOD传感膜仍保持原有响应值的85%以上,显示出较好的重复性和稳定性。初步应用结果表明,BOD传感膜可应用于地表水中的BOD检测。     

一种基于有机杂化溶胶-凝胶Hg2+敏感膜的研究

研究了基于有机杂化硅氧烷的Hg2 光化学传感膜,通过四甲氧基硅烷(TMOS)和二甲基二甲氧基硅烷(DMOS)进行缩聚,将5,10,15,20-四苯基卟啉磺酸钠与十六烷基三甲基溴化铵以离子对的形式包埋于溶胶-凝胶中,获得对Hg2 有灵敏荧光响应的溶胶-凝胶敏感膜.实验考察了传感膜的制备条件和响应性能.结果表明,在pH 8.0的Tris-HCl缓冲溶液中,Hg2 的浓度与传感膜的荧光猝灭比值在1.0×10-5～1.0×10-4mol·L-1范围内呈线性关系,传感膜具有响应时间短,指示剂不泄漏,测定重现性好,其他金属离子干扰小等优点.     

基于荧光响应的氨传感膜研究

利用有机改性溶胶-凝胶的包埋方式,以氨基荧光素(AF)为荧光指示探针制备氨传感敏感膜,考察了AF与γ-[(2,3)-环氧丙氧基]丙基三甲氧基硅烷(GOPS)作用后的膜泄漏度及荧光光谱行为的变化,对氨传感敏感膜的配比进行了一系列的优化,获得了对氨具有高响应灵敏度而对pH无响应的氨光传感敏感膜。利用自行构建的氨传感检测装置对水体中氨进行了检测,传感膜对水溶液NH₄的最低检出限为0.3 μg·mL-1,测定的相对标准偏差为4%,线性范围为1～80 μg·mL-1,响应时间(t₉₅)为4 min,敏感膜使用寿命大于6个月。     

共价键合指示剂染料光学敏感膜的制备与性质

将1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚与溴丙烯反应合成具有末端双键的指示剂染料——1-(2-吡啶偶氮)-2-烯丙氧基萘,并与甲基丙烯酸羟丙脂、二甲基丙烯酸乙二醇脂在表面硅烷化过的普通玻璃片上进行共聚合,制得共价固定吡啶偶氮萘基染料分子的光学薄膜.以Cu2+离子为例测试了敏感膜的光学响应性能,结果表明所得材料对溶液中Cu2+具有良好的响应性能.该膜在使用过程中无脱落现象,重复使用6次其相对偏差小于6％.     

氧对钌(Ⅱ)配合物溶胶-凝胶膜荧光响应的影响

利用蓝光LED(λmax =4 6 0nm )构建的氧荧光猝灭检测系统 ,考察了不同Ru配合物以甲基硅氧烷(TMOS)和二甲基二甲氧基硅烷 (DiMe DMOS)为共先驱体 ,制备的有机改性溶胶 凝胶 (sol gel)膜内荧光猝灭行为。DiMe DMOS的加入量会影响敏感膜的极性 ,从而影响敏感膜对氧浓度的响应。利用自行构建的装置对水体中氧进行了检测 ,传感膜对氧饱和水溶液测定的相对标准偏差为 1 12 % (n =6 ) ,响应时间为 30s,对氮饱和水溶液测定相对标准偏差为 0 39% (n =6 ) ,响应时间为 90s,敏感膜使用寿命大于 6个月。     

γ-氨丙基三甲氧基硅烷在铁电极表面吸附的表面增强拉曼光谱研究

对在铁电极表面制备得到的γ-氨丙基三甲氧基硅烷(γ-APS)膜进行了研究。实验中对硅烷膜用现场表面增强拉曼散射光谱(SERS)进行了表征,发现现场表面增强拉曼散射光谱(SERS)是研究金属基底上γ-APS结构非常有效的手段,SERS结果表明硅醇羟基和氨基发生了竞争吸附,且在外加电位、激光照射等条件的影响下吸附状态会发生一定变化,氨基的不同存在方式之间在过程中也会发生转变。     

pH响应型碳点的荧光机制和生物医学应用

碳点(CDs)作为一种新型的零维碳基纳米材料,由于其优异的荧光性质、良好的生物兼容性、低细胞毒性以及丰富的表面官能团等性质,在荧光传感和生物医学领域具有巨大的应用潜力。特别是针对肿瘤弱酸性的微环境特点,设计pH响应型碳点来实现对肿瘤的特异性治疗将尤为重要。本文对近年来基于pH响应型碳点的研究工作进行了系统的调研,综述了pH响应型碳点的荧光机制及其在pH传感、生物成像及癌症治疗等生物医学领域的应用,并对pH响应型碳点目前面临的主要挑战以及未来发展的方向进行了展望。     

BOD光化学传感敏感膜荧光响应的研究

利用自行构建的BOD光纤传感装置对海水中BOD含量进行了检测,考察了海洋耗氧菌种在四甲基硅氧烷(TMOS)、二甲基二甲氧基硅烷(DiMe-DMOS)和聚乙烯醇(PVA)包埋情况下,对BOD的荧光响应行为以及耗氧菌种的加入量对BOD浓度的响应情况。传感膜对5 mg·L-1 BOD溶液测定的相对标准偏差为1.2%(n＝6),响应时间为3.2 min,敏感膜使用寿命大于12个月。实际海水样品检测表明,利用BOD光纤传感检测的结果与国标BOD₅方法,存在较好的一致性。     

一种基于离子对技术的pH传感膜的研究

提出一种新型pH吸收传感膜。指示剂溴酚蓝与季铵盐阳离子以离子对的形式结合,均匀分布于增塑的PVC膜中。该传感膜测定pH的范围为4.0～6.0。对传感膜的制备方法及响应时间、可逆性、重现性等进行了研究。并应用于实际样品的测定,获得了比较好的结果。     

Preparation of Manganese Oxide Hollow Spheres Using pH-responsive Microgels as Templates

以pH响应型微凝胶为模板制备出了二氧化锰空心球材料,并利用XRD、TGA、SEM、FT-IR和TEM等手段对其进行了表征. 结果表明,通过调节KMnO₄的用量可以有效控制二氧化锰空心球的球壳厚度. 对洗脱后上层清夜中的pH响应型微凝胶进一步研究发现,部分微凝胶呈现出非可逆的膨胀-收缩转变,这一现象主要是由于其内部的交联程度不高造成的. 在对表征结果进行分析后提出了空心球结构的形成机理.     

蛋白质与酸性染料相互作用的分光光度研究

分别在酸性和碱性介质研究了铬天青S(CAS),溴甲酚绿(BCG),溴邻苯三酚红(BPR)和甲基百里酚蓝(MTB)与蛋白质结合的光度性质.在pH3.8～4.0,蛋白质使CAS和BCG的吸光度降低,在pH3.8和10.8,蛋白质分别使BPR和MTB最大吸收波长红移10和20nm,并使染料吸光度增大.无论染料吸光度降低或增大,均与蛋白质浓度在一定浓度范围内成正比.初步讨论了蛋白质与染料作用的机理.     

蛋白质与酸性染料相互作用的分光光度研究

分别在酸性碱性介质研究了铬天青S（CAS）,溴甲酚渌（BCG）,溴邻苯三酚红（BPR）和甲基百里酚蓝（MTB）与蛋白质结合的光度性质。在pH 3．8－4．0,蛋白质使CAS和BCG的吸光度降低,在pH 3．8和10．8,蛋白质分别使BOR和MTB最大吸收波长红移10和20nm,并使染料吸光度增大。无论染料吸光度降低或增大,均与蛋白质浓度在一定浓度范围内成正比。初步讨论了蛋白质与染料作用的机理。     

Enhanced Fluorescence Sensing Using Sol-Gel Materials

The versatility of the sol-gel process with regard to the design of optimized films for fluorescence-based sensing is treated in detail. Sol-gel films are typically used to provide a microporous support matrix in which analyte-sensitive fluorophores are entrapped and into which smaller analyte species may diffuse and interact. The versatility of the process facilitates tailoring of the physicochemical film properties to optimize sensor performance. General principles of sensor optimization are presented. These include issues such as immobilization properties, refractive index control, and sensitivity enhancement. The particular advantages conferred by the use of ormosils are emphasized. In addition, the contribution made by tailored sol-gel films to recent advances in specific fluorescence-based sensor applications is emphasized. This work focuses mainly on results produced in the laboratory of the authors over the past decade.     

染料掺杂聚合物薄膜的光谱下转换研究

在玻璃基片表面制作了Coumarin 500、Coumarin 540和Rhodamine 6G 3种染料掺杂的聚合物薄膜,并以市售LED灯和氙灯为光源,实验研究了单一染料掺杂和混合染料掺杂的聚合物薄膜的吸收光谱、荧光光谱及其光谱下转换的特征。研究结果表明：这种多染料掺杂的聚合物薄膜能够吸收350~550 nm波长范围内的光子并将其转换至波长为580 nm左右的光子。在一定的浓度范围内,较高的染料浓度能够获得较高的下转换光子输出。由于Nd³⁺/Yb³⁺共掺玻璃中Nd³⁺离子在 580 nm 附近有一个较强的吸收峰,这种染料掺杂聚合物薄膜的光谱下转换有助于提高Nd³⁺/Yb³⁺共掺玻璃对太阳光中蓝绿光的吸收并通过共振能量转移激发Yb³⁺离子的近红外发光,对提高单晶硅太阳能电池的综合光伏转换效率有潜在的应用价值。     

双叔丁基苯并噁唑噻酚在多孔二氧化硅中发光的研究

利用溶胶凝胶法制备了用有机荧光染料2,5-双（5-叔丁基-1,3-苯并噁唑-2-基）噻酚（2,5-bis（5-tert-butyl-2-benzoxazolyl）thiophene, BBOT）的高浓度掺杂的纳米多孔二氧化硅固态薄膜,该薄膜呈现明亮的蓝色发光。通过紫外-可见光谱、瞬态-稳态荧光光谱、光学显微镜技术的研究表明：（1）在掺杂浓度低于6×10^-3 mol·L^-1时,薄膜中荧光染料BBOT的光强比值随浓度呈线性增加;（2）在掺杂浓度低于6×10^-3 mol·L-1时,显微镜观察可见薄膜发光均匀、没有相分离产生;（3）固体薄膜中分子的荧光寿命比在1,4二氧六环稀溶液中的1.957 ns延长。在掺杂浓度为6×10^-3 mol·L^-1的样品中随着凝胶化程度逐渐升高荧光寿命从固化温度为50 ℃样品的2.45 ns提高到固化温度为90 ℃样品的3.04 ns。在掺杂浓度高达6×10^-3 mol·L^-1时,该体系并不产生分子荧光的浓度猝灭。通过对比固态掺杂体系中和相同浓度下1,4二氧六环溶液中BBOT的荧光寿命随浓度和二氧化硅体系凝胶化程度变化的规律,发现多纳米孔二氧化硅基质可以有效地抑制BBOT荧光的浓度猝灭,获得了具有稳定荧光的有机无机杂化材料。     

Fiber-Optic Ammonia Sensors Utilizing Rectangular-Cladding Eccentric-Core Fiber

A new fiber-optic ammonia sensor utilizing rectangular-cladding eccentric-core fiber and a sensitive film containing an indicator dye is demonstrated. The sensitive film is a SiO₂-GeO₂ gel film including an indicator dye of bromocresol purple or bromocresol green, which is dip-coated by a sol-gel technique. The attenuation of this sensor changes depending on the concentration of ammonia at the wavelength range of 500–700 nm. This sensor can detect several ppm of gaseous ammonia. Various factors determining the sensitivity to detect the ammonia gas and time response of the sensor are also studied.     

基于钌配合物荧光猝灭氧二次传感BOD检测的研究

考察了利用溶胶-凝胶基质制备的氧荧光传感膜的光谱性质,实验结果表明,溶胶-凝胶基质与Ru(dpp)₃(ClO₄)₂配合物的基态之间不存在较强的相互作用,具有较好的透光性。将氧光化学传感器作为二次传感,制备了响应良好的光化学BOD微生物传感器,研究结果表明这种传感器对于较低浓度的BOD含量有着良好的线性范围,并且其响应活性保持良好,具有较长的使用寿命和良好的稳定性。     

Laser Performance of Some Oxazole Laser Dyes in Restricted Matrices

This article reports the optical properties such as absorption profile, molar absorptivity, fluorescence profile and photo-physical parameters such as dipole moment, oscillator strength, fluorescence quantum yields, fluorescence lifetimes, laser performance and finally photostability of 2,5-Bis(5-tert-butyl-benzoxazol-2-yl)thiophene (BBOT),1,4-Bis(5-phenyl-2-oxazolyl)benzene (POPOB), 5-diphenyel-oxazole (PPO) laser dyes in different restricted hosts. (BBOT), (POPOB) and (PPO) are embedded in transparent silica-based nanoporous sol-gel glass and copolymer matrix of methyl methacrylate (MMA) and 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA). The absorption and fluorescence properties of these laser dyes in sol-gel glass matrices are compared with their respective properties in copolymer host. In case of sol-gel matrix, all dyes had higher quantum yields as well as lasing wavelength maxima. The laser performances as well as the photostability of these laser dyes in sol-gel glass displayed senior behavior compared with (MMA/ HEMA) copolymer samples upon using nitrogen laser (337.1 nm) as pumping energy.