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。     

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.     

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。     

光谱法研究异丙甲草胺及其S-对映体与脲酶的相互作用机制

应用紫外差光谱和荧光光谱法研究了水溶液中酰胺类除草剂异丙甲草胺及其S 异构体与脲酶分子间的相互作用。结果表明 ,随着除草剂浓度的增加 (0 0～ 1 6 μmol·L-1 ) ,脲酶的紫外吸收光谱发生红移 ,吸收强度减弱。除草剂对脲酶的荧光均有猝灭作用 ,且静态猝灭是引起脲酶荧光猝灭的主要原因。从荧光猝灭结果求出了除草剂和脲酶的结合常数及结合位点数。异丙甲草胺 :K =1 4 9× 1 0 3 L·mol-1 ,n =0 84 ;S 异丙甲草胺 :K =2 2 2× 1 0 3 L·mol-1 ,n =0 89。     

邻菲咯啉荧光猝灭法测定中草药中的微量铁

本文基于铁对邻菲咯啉的荧光具有猝灭的特性 ,拟定了一种测定微量铁的方法。该方法在pH =4 6～ 7 1的 (CH2 ) 6N4 HCl缓冲介质中 ,Fe(Ⅱ )与邻菲咯啉反应生成红色络合物 ,使邻菲咯啉溶液的荧光明显猝灭 ,其激发波长λex=2 6 5nm ,发射波长λem=36 5nm ,铁的浓度在 2 4～ 112ng·mL-1范围内符合比耳定律 ,相关系数为 0 9981,检测限为 4 1ng·mL-1。对于 80ng·mL-1的铁测定 11次的相对标准偏差为 3 2 %。用该方法测定了多种中草药中的微量铁 ,结果满意     

石墨烯量子点荧光探针测定肾上腺色腙

通过高温裂解柠檬酸合成了水溶性石墨烯量子点(GQDs),并应用钝化剂PEG2000进行修饰,提高了GQDs的量子产率。应用荧光光谱、紫外-可见光谱、红外光谱对其发光特性进行了研究,测定了荧光寿命。实验发现,在p H=7.40的Tris-HCl缓冲液中,肾上腺色腙(CBZC)对GQDs荧光强度有明显的猝灭作用。基于此提出了以GQDs为探针测定肾上腺色腙的新方法。实验考察了缓冲溶液用量、缓冲溶液种类、量子点浓度、反应时间以及表面活性剂等多种因素对反应体系的影响。当量子点浓度为2.3×10-3mol/L时,肾上腺色腙浓度在4.0×10-7~1.2×10-5mol/L(0.995 6)范围内与荧光猝灭值ΔF呈良好的线性关系,方法检出限为1.5×10-7mol/L,相对标准偏差为0.15%(n=5,c=4.0×10-6mol/L)。该方法对于样品中肾上腺色腙含量测定的回收率为97.46%~101.6%。通过测定温度对猝灭常数的影响以及紫外-可见吸收光谱的变化确定了二者的猝灭过程和相互作用力类型。     

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。     

荧光光谱法研究亚甲基蓝与蛋白质的结合反应

应用荧光光谱法研究了水溶液中亚甲基蓝与牛血清白蛋白分子间的结合反应 ,讨论了亚甲基蓝对蛋白质内源荧光的猝灭机理 ,测定了结合常数 (KA=3 44× 10 5L·mol-1)和结合位点数 (n =1 0 3)。依据F rster非辐射能量转移 ,理论确定了授体 受体间的结合距离 (r=1 6 7nm)和能量转移效率 ,并用同步荧光技术考察了亚甲基蓝对牛血清白蛋白构象的影响     

一种溶解氧敏感膜荧光发射效率光谱检测系统的研制

荧光猝灭法是快速测量污水、地表水以及渔业养殖水环境中溶解氧含量的先进技术之一,氧敏感膜是荧光猝灭法检测技术的核心,高荧光发射效率的氧敏感膜具有灵敏度高、特异性强、信噪比高的优点,检测结果更为准确。高效率是优选氧敏感膜的依据,也是溶解氧检测元器件、检测电路和检测光路优化设计的关键。现有溶解氧荧光检测装置中未有对氧敏感膜进行质量评估的标准方法,基于对已有传感器探头光路和电路的研究,该研究分析了全波段的荧光发射效率,选用大功率氙灯作为激发光源,基于连续单波长逐级扫描进行单色分光,构建了氧敏感膜的激发光-荧光光谱扫描装置,然后通过扫描测定氧敏感膜的激发光光谱和荧光光谱,提出并建立了荧光发射效率计算方法,提出的方法能客观地评估荧光发射能力,准确寻找最佳激发波长。为验证该方法的可行性,对来自国内外的多个氧敏感膜样品进行了实验测定,测试结果表明：单张氧敏感膜荧光发射效率随波长变化,呈多峰分布,同一型号的样品荧光效率曲线相似,但荧光发射效率差异较大,同一激发波长下荧光发射效率最大者较最小者高出14.5%,三张氧敏感膜的最大峰值波长均不同,分别为：401,543和435 nm,但发射峰值波长均为650 nm;不同型号的氧敏感膜相比较,最大荧光发射效率可相差1～2个数量级;实测传感器中使用的激发波长,其所选用的激发波长并非最大发射峰值波长,其荧光发射效率仅为最大荧光发射效率的1/2,表明传感器光源可以进一步优化选型。综上所述,本文建立了一种溶解氧敏感膜荧光发射效率检测系统,提出了以荧光发射效率评估氧敏感膜的方法,并开展了相关实验测定。本文工作可望用于新型氧敏感膜材料、工艺的研究及传感器优化设计与制造。     

吖啶橙-PAR-钒(V)能量转移荧光猝灭法的研究及分析应用

在pH 5.5的Na2HPO4柠檬酸缓冲溶液中,吖啶橙(A0)与PAR-钒(V)络合物之间发生有效的能量转移,使吖啶橙526 nm处的荧光猝灭,据此建立了能量转移荧光测定痕量钒的新方法.实验表明,在pH5.5的3.0×10-5mol·L-2AO-4.0 mg·L-1PAR体系中,钒的含量c在0.12～0.5μg穖l-1范围内与荧光猝灭强度△F呈良好线性关系,线性回归方程为△F=165.4c+2.5,方法检出限为0.004 5.μg穖L-1,相对标准偏差为0.6%.该荧光猝灭反应15 min内完全,其相对荧光强度在2.5 h内基本保持不变.用该方法测定生物样品中钒的含量,相对误差小于5%,结果满足痕量分析要求.     

钌(Ⅱ)配合物有机改性溶胶-凝胶氧传感膜荧光行为的研究

本文考察了利用甲基硅氧烷（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）氧荧光繁感传感膜，比较了5种不同配体的Ru配合物在不同极性溶剂和sol-gel膜内的荧光行为，考察了膜极性的改变对Ru化合物荧光光谱的影响，以及氧对不同极性有机改性sol-gel包埋Ru化合物荧光猝灭的程度。研究结果表明，在sol-gel膜内，Ru化合物的荧光寿命都有不同程度的增加，同时对氧的猝灭程度增加。另外膜的极性对氧猝灭的程度也有很大的影响，增加膜的疏水性，将提高传感膜对氧浓度的响应。     

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。     

钌(Ⅱ)配合物有机改性干凝胶的氧传感性能

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为共先驱体制备了掺杂二氯化二联吡啶(二吡啶并[3,2-a 2,3-c]吩嗪)合钌(Ru-Dppz)的干凝胶.考察了Ru-Dppz在乙醇溶液和干凝胶内的荧光行为,发现在干凝胶中配合物的发射光谱较乙醇溶液中有明显蓝移.与固态本体配合物相比,干凝胶内Ru-Dppz的荧光寿命有明显增加.以Ru-Dppz为荧光指示剂的有机改性氧传感材料具有灵敏度高、响应时间短及稳定性好等优点.该复合材料中有机改性剂的加入提高了氧的通透性,降低了发光分子间的浓度自猝灭进而改善了材料传感的灵敏度.     

Synthesis, characterization, and oxygen sensing properties of Ru(II) complex covalently grafted to mesoporous MCM-41

Novel oxygen sensing materials consisting of [Ru(Bphen)₂bpy]²⁺ (Bphen=4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, bpy=2,2′-bipyridyl) portion covalently grafted to the backbones of the ordered functionalized mesoporous MCM-41 are synthesized by co-condensation of tetraethoxysilane (TEOS) and the functionalized Ru(II) complex [Ru(Bphen)₂Bpy-Si]²⁺ using surfactant cetyltrimethylammoniumbromide (CTAB) as template. The Bpy-Si was used as not only one of the precursors of the sol-gel process but also the second ligand of Ru(Bphen)₂Cl₂·2H₂O complex to prepare the functionalized mesoporous materials for oxygen sensors. Dye leaching shortcoming is overcome due to the Si-C bonds. The derivative mesoporous oxygen sensing materials are characterized by Fourier transform infrared (FT-IR), small angle X-ray diffraction (SAXRD), luminescence intensity quenching Stern-Volmer plots, and excited-state decay analysis. The mesoporous materials show higher sensitivity to the O₂ concentration in N₂ (I₀/I₁₀₀=23.2) and shorter response time (1.2 s) in comparison with those based on sol-gel method. When the concentration of oxygen is 10%, the luminescence intensity of the oxygen sensor can be quenched by 89.9%, suggesting that it is highly sensing at low concentration of oxygen.     

Oxygen gas optrode based on microstructured polymer optical fiber segment

In this article, we first propose a novel type of oxygen gas optrode by forming fluorophore doped sensing film in the array microholes with the characteristics of microstructured optical fiber (MOF) segment. Comparing with the conventional O₂ detecting method, this slender shaped optrode shows potential in trace amount of O₂ sensing and online O₂ monitoring. Organical silicate gel or plastified cellulose acetate are chosen as sensing films and tris (4,7-diphenyl-1,10-phenathroline) ruthenium(II) dichloride ([Ru(dpp)₃]Cl₂) or meso-tetraphenylporphyin (TPP) as quenching fluorophores. From the experimental results, we find [Ru(dpp)₃]²⁺-Gel-MOF optrode has favorable sensing characteristics, and the Stern-Volmer plots are linear in the full concentration range of O₂ (0-100% v/v). The ratio of I₀/I₁₀₀, where I₀ and I₁₀₀ respectively represents the fluorescence intensities of the optrode exposed to 100% N₂ and 100% O₂, as a sensitivity of the optrode is 10.8. Simultaneously, the optrode can make a quick response within 50 ms.     

基于光纤的溶解氧浓度荧光测定法

针对溶解氧浓度微量探测的现实需求,提出了一种基于荧光猝灭原理、利用多孔光纤实现的溶解氧浓度测定新方法。该方法将钌联吡啶[Ru（dpp）₃]Cl₂掺杂的凝胶薄膜修饰在多孔光纤的内壁上,制备了一种溶解氧测定探头并对其测试性能进行表征。光纤贯穿整个长度的孔洞结构既可以作为敏感膜的载体,也可以作为待测物流过的通道和反应场所。与传统测试方法相比,该测试探头的多孔道结构显著提高了比表面积,指示剂可以与溶解氧直接反应,提高了探头的敏感性并且具有微量探测的潜力。实验结果表明,在0~20 mg/L的浓度范围内,Stern-Volmer曲线近似线性,响应敏感度I₀/I为3.6,响应时间为200 ms。该测试方法在溶解氧微量探测领域具有重要用途。     

DNA介导复合膜中[Ru(bpy)3]2+与Cu(Ⅱ)间光诱导电子转移

由于DNA与[Ru(bpy)₃]2+(bpy=2,2′-联吡啶)及Cu2+间的静电作用,用自铸膜法在铟锡氧化物(ITO)上制备了橙红色[Ru(bpy)₃]2+-DNA-Cu2+复合膜,并应用稳态和暂态荧光光谱、紫外可见光谱、荧光显微镜和扫描电镜对复合膜进行了表征和DNA介导的光诱导电子转移(PET)研究。结果表明,[Ru(bpy)₃]2+-DNA-Cu2+复合膜(摩尔比为10∶20∶1)呈现了明显的吸收特征峰(450 nm)和发射峰(λ_em=595 nm),发光呈单指数衰减,发光寿命为188.6 ns,Cu2+通过DNA介导PET机制猝灭[Ru(bpy)₃]2+发光,猝灭常数为6.94×103 L·mol-1,猝灭速率常数为3.80×1010 L·mol-1·s-1;复合膜中Cu2+摩尔比(10倍)的增大使发射峰蓝移了11 nm,吸收和发射强度衰减至消失,Cu2+通过静态猝灭机制削弱[Ru(bpy)₃]2+发光。此外,对比于溶液和复合膜中Cu2+对[Ru(bpy)₂(tatp)]2+-DNA(tatp=1,4,8,9-四氮三苯)的发光调控,Cu2+仅能因静电作用猝灭复合膜中[Ru(bpy)₃]2+的发光。     

一种基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器

用钌 (Ⅱ ) 邻菲咯啉配合物作为指示剂 ,研制成功一种基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器。采用锁相放大技术 ,实现了对弱荧光信号的检测。该传感器的检测下限为 5× 10 -6,检测精度为 5× 10 -7,响应时间T≤ 10s,并具有较强的抗干扰能力、较好的重复性和稳定性。     

高性能氧温双传感材料的研究

本文研究了荧光纳米材料与有机染料结合在多传感领域的应用:将荧光纳米材料CdSe/ZnS与有机染料铂(Ⅱ)四(五氟苯基)卟啉包埋于聚氨酯水凝胶D4,经过水解、缩合获得固体薄膜,来实现氧气浓度和温度的同时检测.利用发射峰在524nm的CdSe/ZnS荧光纳米材料提供温度传感,氧气传感则是基于发射峰为650nm的铂(Ⅱ)四(五氟苯基)卟啉的动态猝灭.所制得的薄膜具有良好的光学稳定性,由405nm的紫外光激发,得到两发射峰互不重叠的光谱.实验结果表明,在氧气浓度(0~30%)和温度(15~67℃)下传感膜能很好地应用于氧气和温度双传感系统,且氧气传感的灵敏系数为9.69×10-4,温度传感系数为-0.0035(误差在±0.0002),该技术为新型便携式多传感器提供了可能.