荧光双重敏感响应型水溶聚合物的合成及其发光性能研究

将丙烯酰氯与荧光素反应,合成出丙烯酸酯单体3-丙烯酰氧基荧光素(Ac-Flu),然后采用自由基溶液聚合法将Ac-Flu与丙烯酰胺(AM)共聚,制备得到含有荧光素生色团的水溶性荧光共聚物poly(Ac-Flu-co-AM).合成单体Ac-Flu和共聚物poly(Ac-Flu-co-AM)采用核磁(NMR),质谱(HR-MS),红外光谱(FTIR),示差扫描量热法(DSC),可见紫外分光光度仪(UV-Vis)等方法进行了结构表征,同时采用荧光光谱对共聚物poly(Ac-Flu-co-AM)的荧光极其荧光对温度和pH敏感响应性进行了测定研究.结果表明,poly(Ac-Flu-co-AM)的水溶液和薄膜在520 nm附近均具有较强的荧光发射.其中,水溶液荧光强度在0～60℃范围内随着温度的升高呈线性下降,表现出较好的温度敏感响应性质.同时,水溶液荧光强度在pH=4～10范围内随着碱性的增强而升高,表现出较好的pH敏感响应性质.     

温度/pH双重荧光响应型水溶性聚合物的合成及在细胞成像中的应用

本文设计并合成了一种基于荧光素和聚乙二醇(PEG)的新型水溶性双重敏感型荧光聚合物材料,以改善荧光素有机小分子在应用中水溶性和生物相容性差、易脱落等缺陷。首先以荧光素为光学基团与环氧氯丙烷反应,合成含有活性环氧环基团的3-环氧丙氧基荧光素(EFlu),然后通过开环反应将EFlu键合到聚乙二醇(PEG)链端,制备得到具有良好水溶性的荧光聚合物(PEG-EFlu)。通过核磁共振、红外光谱和凝胶渗透色谱对EFlu和PEG-EFlu的结构进行表征,通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱测得其吸收-发射光谱和温度/pH双重荧光响应特性。测试结果表明PEG-EFlu水溶液在520 nm附近发射较强荧光,荧光量子产率为0.26,且荧光强度随环境温度的升高而下降。同时,PEG-EFlu水溶液的吸收和荧光强度均随环境pH的升高而增强,吸收波长发生明显红移,可表现出对温度和pH双重敏感响应特性。此外,通过细胞毒性以及细胞成像实验研究了PEG-EFlu的生物应用效果。细胞毒性实验结果显示:经PEG-EFlu染色后的细胞存活率均保持在95%以上,证明该荧光聚合物的低细胞毒性。清晰的荧光成像效果表明PEG-EFlu是一种潜在的生物成像剂,因此有望作为一种敏感响应型生物功能高分子材料应用于细胞示踪和检测等领域。     

液晶性直线型共轭芳炔衍生物的合成及电致发光性质

以苯胺和芳炔为基本构筑单元,通过Sonogashira偶联反应, 合成了一种新型含氨基的结构不对称π共轭线性芳炔化合物5-{(6-己氧基萘基)丁二炔}-2-{(4-氨基苯基)乙炔}苄醇。 通过化学修饰在芳炔类小分子端基引入氨基取代基,使其在无吸电子基团存在的条件下通过扭转态的形成实现分子内电荷的有效转移,从而提高芳炔类衍生物电-光转换效率。 同时,通过赋予芳炔类小分子液晶性,有效改善电子与空穴在器件中的电荷平衡,提高器件的效率。 基于氨基取代芳炔衍生物为掺杂发光材料制备的电致发光器件呈现黄绿光发射,器件开启电压较低(7.20 V),显示了较好的电致发光稳定性,器件17.65 V时达到最大亮度126 cd/m²,是一种潜在的电致发光材料。     

量子点的聚合物表面修饰及其应用

量子点作为新型纳米发光材料备受关注,但由于光学稳定性和生物相容性的问题而在实际应用上受限。聚合物对量子点的修饰能够提供量子点合成的有效支撑基质,而且还可以改善量子点的稳定性和单分散性,进而可以拓展量子点应用于化学、物理以及生物学领域。基于聚合物修饰量子点的优势,本文简述了聚合物表面修饰量子点的方法、合成路线、步骤、特点以及发展现状。其中,双亲分子涂敷的量子点可以改善量子点的水溶性;多基配体包裹的量子点更具有稳定性和功能性;末端功能化聚合物表面修饰的量子点则可以合成更为先进功能的材料;胶封树枝状定域量子点具有单分散和优越发光特性。同时,还综述了各种表面修饰方法的最新研究进展,存在问题以及应用发展趋势。     

新型含萘基和二乙炔基高双折射液晶分子的合成及光电性能

通过多步Sonogashira偶联反应成功合成分子结构中含萘环的不对称二乙炔衍生物:4-(4-(4-(6-(己氧基)-2-萘基)-1-(1,3-丁二炔基))-3-乙烯基-苯乙炔基)-N,N-二甲基苯胺。 通过核磁共振和元素分析对其结构进行了表征,通过差式扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜(POM)和阿贝折射仪研究了其液晶性和双折射特性;通过紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计测得其吸收-发射光谱。 测量发现该化合物具有热致型向列相液晶特性和很高的双折射值(Δn=0.47)。 化合物溶液荧光发射波长为470 nm,荧光量子产率高达97%。 应用旋转涂膜的方法制作的双层器件ITO/PEDOT/liquid crystal compound/Mg:Ag(10:1)/Ag(ITO:氧化铟锡,PEDOT:聚3,4-乙撑二氧噻吩),电致发光波长为503 nm,器件显示了较好的电致发光稳定性和二极管整流特性,启动电压较低(6.75 V),在14.75 V时达到最大亮度150 cd/m²。 该化合物有望作为一种潜在的液晶显示材料和电致发光材料。     

聚合物对Eu(TTA)3·2NMP发光性能的影响

研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)三种共混膜材料之间对铕/α-噻吩甲酰三氟丙酮/N-甲基吡咯烷酮[Eu(TTA)3*2NMP]三元配合物发光性能的差异. 实验发现, 无论是溶液状态, 还是共混膜材料, 三元配合物/聚合物的荧光强度均大于三元配合物的荧光强度, 为稀土荧光物质的成膜与加工提供了重要的实验依据.     

具有AIE效应的Eu(Ⅲ)-聚(N-乙烯基吡咯烷酮)配位聚合物Pdots的制备及双色肿瘤细胞成像

本研究通过原位引发聚合方法,以合成的4,4'-偶氮（4-氰基戊酸酯基）四苯乙烯（TPE-tetraAZO）为引发剂,引发乙烯基吡咯烷酮单体聚合,并通过侧链含孤对电子的N、O元素与稀土Eu（III）配位,成功制备四臂星型聚合物TPE-tetraPVP-Eu（III）,该双亲性聚合物可自组装成尺寸约为20 nm的非半导体型聚合物量子点（Pdots）.光学性能研究表明：该Pdots在360 nm和395 nm激发下分别发射蓝色（435 nm）和红色（615 nm）荧光,其中,Pdots的蓝色荧光具有典型的AIE特性,并对环境温度和pH具有明显双重响应特性,最低临界温度为37℃,接近人体温度.此外,Pdots表现出低细胞毒性,可通过调节激发波长,实现对HeLa、HepG2及A549三种肿瘤细胞的可逆双色荧光成像,展现出优异的成像效果,有望作为一种活细胞多色荧光示踪探针材料.     

低温水相合成巯基化聚乙烯醇/CdS量子点纳米复合物及用于测定环境水样中痕量Cu~(2+)

采用水相合成法,在低温N2气保护条件下,以巯基化聚乙烯醇(PVA)为基体材料合成一种环境友好型PVA/CdS量子点纳米复合物,并通过红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重(TG)、荧光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)等技术手段对复合物进行结构表征和光学性能研究。测试结果表明,复合物中CdS量子点为立方晶型结构,形状为球形,粒径小于5nm,具有很好的稳定性、分散性及发光性质。此外,Cu~(2+)对PVA/CdS水溶液荧光具有良好的猝灭作用,其荧光猝灭程度与Cu~(2+)浓度在1~1000nmol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9923,方法检出限为0.12nmol/L。该纳米复合物荧光分析方法简便快速、灵敏度高、检出限低,已应用于实际黄河水样中痕量Cu~(2+)的分析与检测。     

基于AIE效应的多重刺激响应性聚合物纳米微球的制备及其细胞示踪应用

基于AIE分子和智能响应性聚合物构筑的纳米材料,具有优良的AIE发光性能、环境刺激响应性和生物相容性,已在生命科学领域展现出诱人的应用前景. 本研究通过ATRP活性聚合方法, 以合成的TPE-BIB为引发剂, 引发具有多刺激响应特性的N-[2-(二乙氨基)-乙基]丙烯酰胺单体聚合, 成功制备具有温度/pH/CO₂三重响应性的两亲性聚合物: TPE-g-PDEAEAM, 并自组装形成约200 nm的纳米微球. 研究表明: 这种聚合物纳米粒子具有优良的水溶性、单分散性、稳定性及优异的AIE发光特性. 其相转变温度为60 ℃, 溶液荧光对环境温度、pH及CO₂均表现出快速敏感响应性能. 同时, 该纳米粒子表现出低细胞毒性, 能够有效示踪HeLa细胞增殖至11代以上, 有望作为一种活细胞荧光示踪探针材料.     

新型荧光双重敏感响应性壳聚糖衍生物的合成及其发光性能研究

为了开发新型多功能天然高分子荧光材料，合成出一种新型含有环氧丙氧基荧光素(EPF)基团的水溶性壳聚糖衍生物GCS-EPF, 并用IR，1H NMR，UV光谱和荧光光谱等手段进行结构和发光性能的研究. 结果表明, 修饰后水溶性壳聚糖(GCS)的水溶液、 固体粉末和薄膜在520 nm附近具有较强的荧光发射, 其荧光强度不仅在0-60 ℃时对度有较快敏感响应， 同时在pH=0-13.5时对pH也有较快敏感响应， 具有双重敏感响应, 因此可将其作为温度荧光探针和pH荧光探针的高分子材料.