分子印迹聚合反应中致孔剂选择的紫外光谱分析

在制备分子印迹聚合物的过程中,模板分子与功能单体的结合程度直接影响到分子印迹聚合物的吸附性能,适宜的致孔剂对模板分子与功能单体之间的作用力影响巨大.采用紫外光谱分析法,研究了模板分子香兰素与功能单体丙烯酰胺(AM)在3种致孔剂乙腈、四氢呋喃和乙酸乙酯中相互作用力的大小.实验结果发现,香兰素与AM在乙腈致孔剂中,227nm处的紫外吸收峰发生蓝移,蓝移5nm,且吸收峰增强,表明两者之间发生较强的氢键作用力;而它们在另两种致孔剂中作用力很微弱.因此,加入功能单体后光谱改变越大分子间作用力越强,由此制备的分子印迹聚合物的吸附性能越好.     

甲基对硫磷分子印迹聚合物光谱研究

以甲基对硫磷为模板分子,分别以甲基丙烯酸、丙烯酰胺和4-乙烯基吡啶为功能单体,合成了三种分子印迹聚合物。利用紫外光谱研究了甲基对硫磷与不同功能单体间作用力的大小,表明4-乙烯基吡啶与甲基对硫磷间的作用力明显强于另外两种单体。红外光谱研究表明4-乙烯基吡啶可以同模板分子的P—O—C和—NO₂部位发生反应,并形成稳定的共价化合物,而另外两种单体仅在P—O—C部位与模板分子缔合。此外,由三种分子印迹聚合物的红外光谱图可以看出,在聚合物表面确实存在着可与模板分子相互作用的官能团。     

磺胺二甲嘧啶分子印迹聚合物制备与光谱特性

本研究以磺胺二甲嘧啶为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,低温紫外引发聚合制备分子印迹聚合物,用紫外光谱法对磺胺二甲嘧啶与甲基丙烯酸的结合作用及磺胺二甲嘧啶印迹聚合物的静态吸附性能和选择性能进行研究,试验结果表明,溶液中的功能单体与印迹分子之间产生了结合作用;与空白印迹聚合物相比,以甲基丙烯酸为功能单体、磺胺二甲嘧啶为模板的分子印迹聚合物展现了较高的结合容量,与其他结构类似的底物磺胺异唑相比,磺胺二甲嘧啶分子印迹聚合物对磺胺二甲嘧啶模板分子显示出明显的选择性和特异性,静态分配系数K_D可达282.3 mg·mL-1,分离因子α可达3.9,并预测磺胺二甲嘧啶分子印迹聚合物结合机理。分析了甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯和磺胺二甲嘧啶分子印迹聚合物的红外谱图,研究结果表明制备的磺胺二甲嘧啶印迹聚合物中CC双键峰很小,并且功能键羧酸键没有明显变化,经交联聚合得到的聚合物确实存在可以同印迹分子相互作用的化学基团。     

L-抗坏血酸的红外光谱解析

对L－抗坏血酸的固体试样以及L－抗坏血酸在水、乙腈介质中的红外光谱进行了研究，发现介质对L－抗坏血酸的红外光谱影响很大，L－抗坏血酸分子中的γ－内酯羰基与羟基之间存在着分子内氢键和分子间氢键。文中对L－抗坏血酸的红外光谱进行了较详细的归属，认为H2A固体样品中的1754.9cm^-1,H2A水溶液样品的1758.1cm^-1均为H2A之参与分子内氢键的γ－内酯羰基伸缩振动峰；H2A固体样品中的1670.2cm^-1,H2A水溶液样品中的1691．3cm^-1均为H2A之参与分子间氢键的γ－内酯羰基伸缩振动峰。在非质子乙腈溶剂中，H2A浓度很稀时可出现－1809cm^-1游离态的内酯羰基峰。     

基于溶剂化效应的BDE-15分子振动光谱增强特征振动研究

利用密度泛函与自洽反应场理论在B3LYP/6-31+G(d)水平下分别计算气态及24种不同极性溶剂中4,4’-二溴二苯醚(4,4’-dibrominated diphenyl ethers, BDE-15)的分子振动光谱(红外光谱、拉曼光谱),以气态分子振动光谱为基准,筛选出对溶剂极性敏感的特征振动作为指标构建溶剂对BDE-15振动光谱溶剂化效应指标体系,探究溶剂对BDE-15分子振动频率、红外/拉曼峰强溶剂化效应及综合效应,并寻求显著增强BDE-15分子特征振动频移/强度的溶剂。研究表明：从分子振动频率角度,溶剂极性敏感的(频移>1 cm-1)分子特征振动均为伸缩振和面外弯曲振,但24种溶剂对BDE-15分子振动频率溶剂化效应并不显著;从分子振动峰强角度,24种溶剂对BDE-15分子振动光谱峰强的增强效应主要发生在红外光谱的中低频区及拉曼光谱的高频区,其中起显著增强(红外/拉曼效应指标值分别大于6与5)的溶剂为醇类、乙腈、二甲亚砜、硝基苯;不同极性溶剂对BDE-15拉曼峰强溶剂化效应及综合效应指标值均表现出随溶剂介电常数增长由线性到对数的增长趋势,而红外峰强只保留低介电常数溶剂时的线性关系。利用上述BDE-15分子振动光谱峰强增强方法对BDE-153,BDE-154和BDE-209进行验证,醇类、乙腈、二甲亚砜、硝基苯对三者的振动光谱红外/拉曼峰强的效应指标值分别大于6与5,且最大峰强增倍数皆大于33,说明所建BDE-15分子振动光谱增强特征振动方法有助于进一步开展基于分子振动光谱的PBDEs同系物间辨识研究。     

甲胺磷分子印迹聚合物的结合机理及其分子识别特性的光谱学研究

采用分子自组装印迹技术合成了一种新的对甲胺磷农药分子有高度选择性的分子印迹聚合物。在预聚合阶段,通过1H NMR,FTIR和UV光谱法研究了分子印迹聚合物的形成机理。结果表明模板分子和功能单体通过协同氢键作用形成1∶2型氢键配合物,配合物稳定常数K＝2.894×106 L2·mol-2,稳定性好。运用红外光谱法研究了印迹聚合物对模板分子的特异性识别作用,进一步表明印迹聚合物通过协同氢键作用特异性地识别模板分子。     

乙酰甲胺磷分子印迹聚合物识别特性的光谱研究

用紫外及红外分光光度法研究了印迹分子和单体之间的作用力,结果表明随着甲胺磷浓度的增加,紫外吸收曲线的最大吸收波长发生红移,说明两者之间存在氢键作用力;经红外光谱分析进一步表明乙酰甲胺磷的—NH和PO可以和甲基丙烯酸的—COOH之间有氢键作用。采用悬浮聚合法制备乙酰甲胺磷分子印迹聚合物微球,除去印迹分子的聚合物留下了对印迹分子特异识别的结合位点。此聚合物可用来做吸附填料,分离富集环境样品中的乙酰甲胺磷。     

奎尼丁分子印迹聚合物的制备及其吸附性能

以奎尼丁(Quinidine)为模板分子,合成奎尼丁分子印迹聚合物(MIP)。通过封管聚合法研究不同功能单体对奎尼丁分子印迹聚合物的影响,并运用Scatchard方程研究奎尼丁分子印迹聚合物选择吸附特性。以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体合成的分子聚合物具有较高的选择吸附性,并且印迹聚合物大于非印迹聚合物的吸附量。奎尼丁印迹聚合物用于临床对奎尼丁的富集与检测有应用前景。     

地西泮分子印迹聚合物的光谱学特性及其在传感测试中的应用

制备地西泮的分子印迹聚合物,应用紫外光谱(ultraviolet spectra,UV spectra)和红外光谱(infra-red spectra,IRspectra)分析该聚合物的识别特性及模板分子和功能单体的结合作用。在丝网印刷电极上原位制备地西泮的分子印迹膜,并在此基础上建立了检测地西泮的电导型传感方法。实验结果表明模板分子与功能单体可形成1:2型氢键配合物,印迹聚合物中存在可与模板分子通过协同氢键相互作用的官能团,该聚合物对地西泮有高度特异的识别力,电导型传感方法对地西泮的检测限达0.008mg.L-1,线性范围为0.039～0.62mg.L-1,可实现现场快速检测。     

二维相关红外光谱研究4-氨基吡啶/甲基丙烯酸分子间相互作用

采用二维相关红外光谱方法研究了4-氨基吡啶和甲基丙烯酸分子问相互作用.一维红外光谱难以直接反映4-氨基毗啶和甲基丙烯酸分子间相互作用的类型和键的关联,而二维相关分析结果清晰表明4-氨基吡啶和甲基丙烯酸分子间存在的相互作用.研究中发现1298和1 202 cm-1归属于甲基丙烯酸的-OH伸缩振动峰与1 531 cm-14-氨基吡啶的C=N伸缩振动峰存在同步交叉正峰,3 382和3 212 cm-1属于4-氨基吡啶的氨基N-H伸缩振动峰与1 705 cm-1归属于甲基丙烯酸的羰基伸缩振动峰存在同步交叉正峰.根据二维相关规则,4-氨基吡啶的C=N峰与甲基丙烯酸的-OH峰、4-氨基吡啶的氨基N-H峰与甲基丙烯酸的羰基峰有很强协同作用.结果表明4-氨基吡啶的C=N与甲基丙烯酸的-OH存在静电作用,4-氨基吡啶的氨基与甲基丙烯酸的羰基存在氢键作用.二维红外光谱是研究分子内、分子间相互作用的一种强有力的手段.     

分子印迹技术特异性识别头孢类分子的光谱研究

以头孢氨苄(CFL)为特异性分析识别对象,采用本体聚合和悬浮聚合两种聚合方法,制备了头孢氨苄分子印迹聚合物.紫外光谱研究证实模板分子CFL与内烯酰胺之间形成氢键型配合物.用红外光谱法分析了CFL分子印迹聚合物的聚合程度及聚合物表面上存在的功能基团.紫外光谱分析表明,用AM-EGD-MA体系和本体聚合法制备的印迹聚合物对...     

胶体金核壳型沙丁胺醇分子印迹聚合物的光谱特征分析

为了解决饲料和动物产品中沙丁胺醇残留现场快速检测的难题,开发以分子印迹技术为基础的快速检测沙丁胺醇的新方法,使用沙丁胺醇做为模板分子,甲基丙烯酸(methacrylic acid, MA)作为功能单体,以本体聚合法为基础合成常规SAL分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymer,MIPs）和非分子印迹聚合物（non imprinted polymer NIPs）。在此基础上,以胶体金粒子为引发核,制备出新型的核壳型沙丁胺醇MIPs。应用紫外吸收光谱(UV spectra)、傅里叶红外光谱(IR spectra)和拉曼光谱（Raman spectru）、扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）等技术手段获得两种印迹物及各种相关化合物的光谱图、电镜图等表征图像。由实验结果可知,SAL和MA上的羧基形成稳定又容易洗脱的1∶1型氢键配合物,化学结合常数K=-0.245×106 L2·mol-2。与MA的—COOH中氢原子形成氢键的可能结合位点是SALCO中的氧原子。MIPs与MA中—OH的吸收峰比较可知,前者明显红移; 证明SAL作为模板分子与MA之间发生特定结合。未洗脱MIPs的CO的伸缩振动产生的吸收峰红移; 即能量损失明显,可知MA中—COOH的氢原子如果要生成氢键,可能的结合位点就是SAL分子内CO中的氧原子。MIPs和NIPs中CC, CO, —OH等吸收明显的官能团峰型大致相同。将MIPs洗脱掉作为模板分子的SAL后,留下了含有特殊且确定结构官能团化学及空间构成均与SAL高度匹配的空穴, 可与待测液中的目标检测分子SAL发生特异性识别和专一结合作用。而胶体金核壳型MIPs与常规MIPs相比,除具有以上相同特点外,其表面更加松散,表面孔穴明显增多。由此增加了吸附目标分子的有效面积,具有更优良的吸附性能。这两种印迹物的合成及光谱特征分析为建立基于分子印迹技术的快速检测SAL新方法奠定了理论和实践基础。     

有机官能团的太赫兹光谱特征研究

采用傅里叶远红外光谱仪(FTIR),在室温条件下测量了多种饱和直链有机小分子的太赫兹光谱。测试结果显示,有机官能团的差异导致有机物的太赫兹光谱特征显著不同。其中,有机物的晶格振动吸收峰和分子间氢键的振动吸收峰分别位于太赫兹高频和低频波段。而且,饱和直链一元醇的—OH官能团产生的分子间氢键的特征峰位于57 cm-1,而三十烷酸的—COOH官能团产生的分子间氢键的特征峰则位于74 cm-1。分子间氢键使三十烷醇和三十烷酸对太赫兹辐射的吸收能力明显地强于三十烷烃。相比于三十烷醇,三十烷酸的太赫兹特征峰还发生有规律的红移和蓝移现象。此外,还采用密度泛函理论B3LYP/6-311G(d, p)基组对饱和直链烷烃、烷醇和烷酸的太赫兹光谱进行了仿真计算,发现分子间氢键作用越强的有机物的单体分子的仿真结果与实测光谱的吻合程度越低。二聚体结构的仿真结果与实测光谱的吻合程度明显地高于单分子结构。研究结果对利用FTIR研究其他有机官能团的太赫兹光谱特征、探索有机分子内部的振动模式、探究有机物太赫兹响应的物理原理及器件应用等具有重要意义。     

Tailoring chemical and physical properties of graphene-added DNA hybrid thin films

While the characteristics of DNA and graphene are well studied, the chemical and physical properties of graphene-embedded DNA and cetyltrimethyl-ammonium chloride-modified DNA (CT-DNA) hybrid thin films (HTFs) have been rarely discussed due to the limited development of fabrication methodologies. Herein, we developed a simple drop-casting method for constructing DNA and CT-DNA HTFs added with graphene nanopowder (GNP). Additionally, we demonstrated their distinct characteristics, such as their structure, elemental composition, spin states and chemical functional groups, binding interactions, vibration/stretching modes by UV–Vis absorption, PL, and electrical measurements. The EDS spectra of GNP-added DNA HTFs showed C, N, O, Na, and P peaks at characteristic energies. Because of the physical adsorption of GNP on DNA, the peak shifts and suppression of the core spectra of O 1s and P 2p were observed by XPS. The intensity variation of Raman and FTIR bands indicated hybrid formation of GNP in DNA and CT-DNA through adsorption, electrostatic interaction, and π–π stacking. UV–Vis absorption and PL spectra showed the considerable influence of GNP in DNA and CT-DNA HTFs. DNA and CT-DNA HTFs with relatively higher [GNP] showed significant increases of current due to the formation of interconnected networks of GNP in the DNA and CT-DNA HTFs.     

生物素和吡哆素的太赫兹光谱特性研究

采用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)和密度泛函理论(DFT)研究了常温环境下生物素和吡哆素两种维生素的太赫兹光谱特性,测量和理论分析的结果显示在太赫兹范围内,维生素分子内存在较强的分子内和分子间相互作用力。实验中样品与聚乙烯粉末按照不同的比例进行混合,结果表明样品所含比例越大,其在高频段的吸收谱重复性越差,这证实了维生素样品的吸收率随着频率升高逐渐增加。采用密度泛函理论(DFT)分析了生物素和吡哆素的单分子、二分子、三分子、以及晶胞分子的太赫兹光谱,指证了对应的吸收峰,阐明了分子内和分子间相互作用力的振动和转动机制。     

一种锌希夫碱配合物的表征及发光性能研究

合成并通过真空升华提纯得到了一种高纯度的希夫碱有机金属配合物水杨醛缩邻苯二胺合锌。通过元素分析、红外光谱、热重-差热曲线、紫外-可见光吸收光谱、荧光发射光谱和光致发光光谱表征了其结构、热稳定性以及能带结构。实验结果表明：水杨醛缩邻苯二胺合锌的玻璃化温度(T_g)高达183 ℃,分解温度为449 ℃; 水杨醛缩邻苯二胺合锌是一种多晶粉末状的发光材料,在紫外光的激发下,在四氢呋喃溶液体系中的荧光发射峰在508 nm处,为蓝绿色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,禁带宽度2.62 eV; 利用真空热蒸镀很容易制备高质量薄膜,其发射峰在562 nm处,半高宽为48.5 nm的黄绿光发射。利用水杨醛缩邻苯二胺合锌为发光层制备了黄光有机电致发光器件。     

Vibrational and electronic spectral analysis of 2,3-pyrazinedicarboxylic acid: A combined experimental and theoretical study

Fourier transform infrared and Raman spectra of 2,3-pyrazinedicarboxylic acid were recorded and analyzed using density functional theory. The complete assignments of the anharmonic vibrational modes have been performed based on potential energy distribution. The anharmonic frequencies were computed using vibrational second-order perturbation theory as well as vibrational self-consistent field and correlation corrected vibrational self-consistent field methods. Mode–mode coupling strength is also estimated using two-mode representation of quartic force field approximation. The intra- and intermolecular interactions were also studied in the dimer and trimer forms of the title molecule. The ultraviolet–visible absorption spectra in ethanol, methanol, and acetonitrile solvents were recorded and analyzed using time-dependent density functional theory involving the polarization continuum model. The observed and calculated results are well comparable. Molecular electrostatic potential and the highest occupied and the lowest unoccupied molecular orbital analyses are also reported.     

Studies on coordination and hydrogen bond intermolecular interaction using 1D & 2D FTIR spectroscopy

Two-dimensional (2D) correlation spectroscopy is a powerful method to study the intermolecular interactions between different molecules/functional groups. In the present paper, variable concentrations were selected to construct 2D synchronous spectrum for studying the weak intermolecular interactions in solutions. Mathematical analysis performed on 2D synchronous spectra using variable concentration as an external perturbation shows that the "Orthogonal Sample Design Scheme" is necessary for eliminating the interfering cross peaks in 2D synchronous spectra. The authors prepared four mixed-solutes-solutions whose concentration series satisfy the "Orthogonal Sample Design Scheme" for each chemical system and the consequent 2D synchronous spectrum was calculated from the corresponding four 1D spectra. Thus, by 1D & 2D FTIR spectra together with solid grinding reaction, the intermolecular interactions in two chemical systems (Sodium 2-Aminobenzoate/NdCl3 in aqueous solution, and 2-ethylhexyl phosphonic acid mono 2-ethylhexyl ester (PC88A)/Naphthenic Acid (NA) in heptane solution) were studied, where the intermolecular interactions only induce subtle spectral variations in conventional 1D spectra. First, the cross peaks between f-f transition bands of Nd3+ ion at 521, 574, 741, 795 and 865 nm and pi-pi transition band of Sodium 2-Aminobenzoate at 308 nm in 2D synchronous spectrum confirm the coordination interaction between Sodium 2-Aminobenzoate and Nd3+. Solid grinding reaction between Sodium 2-Aminobenzoate and NdCl3 and FTIR spectra of the product indicate that the vibration bands of amino, carboxyl groups from sodium 2-aminobenzoate show considerable changes. Based on the spectral result above, a conclusion is drawn that Nd3+ can coordinate with Sodium 2-Aminobenzoate by amino and carboxyl groups. Second, the cross peaks between POH stretching band of PC88A at 983 cm(-1) and COOH stretching band of NA at 1 710 cm(-1) in 2D spectra confirm the interaction between PC88A and NA. Subtraction spectrum demonstrates that when PC88A is mixed with NA in heptane solution, and P=O stretching band of PC88A shifts from 1 199 to 1161 cm(-1), and POH stretching band shifts from 983 to 965 cm(-1). Based on the spectral result above, a conclusion was made that PC88A and NA can interact with each other by forming new assemblies with POH and COOH groups.