基于碳点的荧光纳米开关灵敏检测Cu(Ⅱ)离子和焦磷酸盐

利用羟基与氨基在高温条件下反应,不断聚合生成碳点（CDs）,该碳点可发射不依赖激发波长的明亮的红色荧光.将CDs作为目标敏感荧光团时,发现Cu²⁺可特异性猝灭碳点的荧光,而焦磷酸盐（PPi）可在一定程度上恢复上述体系的荧光.其中,Cu²⁺对CDs的荧光猝灭是由于Cu²⁺与CDs发生络合反应,从而发生静态猝灭过程;而加入PPi之后,由于它与CDs的结合能力更强,因此Cu²⁺离开CDs的表面,体系的荧光得以恢复.在此基础上构建了一种高选择性、高灵敏度的off-on荧光纳米开关传感体系,分别用于Cu²⁺和PPi的定量检测,检出限分别达2.14 μmol/L和1.85 μmol/L.该传感体系可应用于实际样品检测,拓宽了荧光CDs的传感应用,为其在生物体内目标分子的检测提供了可能性.     

可用于连续识别Cu^2+和阴离子、中性分子荧光探针的研究进展

铜(Cu)含量的高低直接影响着生命体的正常运转和自然体系的平衡.检测铜离子的方法多种多样,其中具有较高敏感度和选择性的荧光化学传感器应用更加广泛.综述了以Cu^2+为基的荧光化学传感器通过"替换"法实现了对阴离子S^2-, CN^-, H2PO4^-, PPi和I^-以及中性分子ATP、ADP和生物硫醇等的连续识别的研究进展.     

焦磷酸根离子化学传感器的研究进展

离子广泛存在于自然界,在生物、医药、化学和环境科学等领域均起着重要作用。焦磷酸根离子(P₂O₇^4-,缩写为PPi)参与人体内遗传物质DNA的复制和供能物质三磷酸腺苷(ATP)的合成,其含量的高低与一些疾病(比如癌症)的进展密切相关。实时选择性识别与检测PPi对生命活动的观测、疾病的诊断与生态环境的监测均具有重要的意义。因此,基于主客体化学的PPi离子高选择性化学传感器的设计与合成引起了人们的广泛关注,已成为超分子化学研究的热门领域。本文综述了近几年用于识别与检测PPi的化学传感器的研究进展,分析了其优势及不足,并对其应用前景进行了展望。     

以TiO2-SiO2为载体的联吡啶钌对氧敏感性的研究

近年来,有关氧传感器的研究最主要的是氧猝灭传感器,它是基于降低荧光强度,或通过时间分辨荧光进行测定。研制氧传感器的关键在于制备性能优良的氧传感膜。即要求使用对氧敏感性较强的荧光指示剂。其敏感物主要有两类,第一类是有机金属络合物,如钌络合物,锇络合物等。另一类是多环芳香烃和卟啉,如芘二丁酸,四苯基卟啉等。本文使用的是有机金属络合物联吡啶钌（Ru（bpy）3Cl2）,它在蓝色波长光的激发下能产生红色荧光,而氧对其荧光具有猝灭作用。通过检测荧光被猝灭的程度则可达到检测氧气的目的。     

基于小分子的汞离子荧光探针*

汞离子（Hg²⁺）作为一种极具生理毒性的化学物质,其检测方法在传感领域得到了广泛的研究。荧光探针由于具有高效灵敏、快速便捷检测等优点而成为Hg²⁺检测的重要手段之一。通过Hg²⁺与探针特征的结合位点作用,引起其光物理性质的变化,从而实现对Hg²⁺的高选择性识别。本文综述了近年来小分子Hg²⁺荧光探针的研究进展。文中着重总结了Hg²⁺荧光探针分子的设计原理、检测机制及应用方法;评述了这些化合物的结构和检测性能之间的关系;最后展望了Hg²⁺荧光探针的研究和发展方向。     

阴离子荧光受体研究进展

本文总结了近年来阴离子荧光受体的研究进展和荧光化学传感的主要机理,主要 介绍以下3类受体的设计合成及其在阴离子识别中的应用:(1)以氢键或静电作用键合阴 离子的受体(包括酰胺、脲及硫脲、胍盐和硫脲盐、五员杂环);(2)含金属和路易斯酸的受体;(3)以竞争键合机制识别阴离子的"化学传感体系".     

一种基于1,3,4-噁二唑衍生物的荧光探针对锌离子和焦磷酸根的接力识别

设计合成了一种基于1,3,4-噁二唑衍生物的接力识别功能荧光探针L,在水溶液中(HEPES 0.01 mol·dm~(-3),pH=7.4)探针L对Zn~(2+)具有良好的选择性,可引起荧光增强并红移,二者的结合比为1:2。原位生成的配合物L-2Zn~(2+)可接力识别焦磷酸根(PPi),PPi与配合物中的锌离子继续络合,并可引起发射蓝移。通过L与Zn~(2+)和PPi的相继作用,扰动了L的激发态分子内质子转移性质,实现了荧光信号比率输出的接力识别。     

新型有机荧光探针分子的设计合成及在生物医学中的应用

近年来,荧光化学传感器以其高选择性、高灵敏度、实时原位监测、简便快捷等优点,受到人们的普遍欢迎.开发一些具有高灵敏度、高选择性、实时原位检测性能的荧光化学传感器,特别是开发一些具有实际应用价值的荧光化学传感器,一直都是人们追求的目标.论文根据分子识别和光化学传感的基本原理,结合生物医学检测的需要,设计了几种能够在水相中识别生物医学上重要生物活性分子的荧光探针分子.主要工作和结果概述如下.     

有机半导体荧光传感材料及危险化学品检测应用

荧光传感材料作为有机半导体光电功能材料的重要组成之一,以其灵敏度高、选择性强、响应速度快等优势,成为当前化学传感领域的一个研究热点,近年来在反恐、禁毒等领域有着广泛的应用.然而目前,对荧光敏感材料各项性能参数的设计与优化,依然存在着经验性问题,需要基于构效结合思维,从待测物质的分子层次的物性认知出发,更有针对性地设计相应的传感材料.本文基于国内外前沿工作,结合本课题组多年在危险化学品荧光传感方向的经验,以爆炸物、神经毒剂和合成毒品的检测为例,对荧光敏感材料的设计原则和传感的分子级微观作用机制进行了系统论述.     

基于咔唑衍生物的荧光化学传感器的合成及其对金属离子的选择性识别性能

以咔唑为原料合成了2个荧光化学传感器,所得化合物的组成和结构经元素分析以及质谱、红外光谱、核磁共振氢谱验证.通过在25℃下进行荧光光谱滴定,研究了传感器在体积比为1∶1的二甲基亚砜/水缓冲溶液[三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl),pH=7.4]中对Cu2+和Fe3+的选择性识别作用.结果表明,所合成的传感器与Cu2+和Fe3+形成1∶1的配合物并导致荧光猝灭,并对Cu2+离子和Fe3+离子具有较高的选择性识别和荧光传感性能.     

基于硝基苯并呋咱的荧光探针

硝基苯并呋咱(NBD)作为一种通常从4-氯-7-硝基-苯并呋咱衍生化的荧光团,在荧光分析中具有简便、高效、灵敏度高以及检测限低等显著优点,已广泛应用于化学、生物、医药和环境等诸多研究领域。基于NBD的荧光探针是检测和识别重要的无机/有机小分子化合物、酶和蛋白质的研究热点之一。本文综述了近年来NBD作为荧光团在重金属离子(Zn2+,Cu2+和Hg2+)、活性氧、DNA、细胞膜、小分子化合物(硫酚、糖类、金刚烷/胆酸、氟甲沙明/埃博霉素、双酚A、多胺、TNT和PPi)、酶和蛋白质等检测领域的新进展。在不久的将来,设计合成结构更加精巧的NBD探针分子仍将是荧光检测和生物成像领域的主要发展趋势之一。这些新颖的NBD探针分子的应用将为全面深入探索与理解复杂的生命过程提供强有力的研究工具。     

指示剂置换法识别阴离子的研究进展

指示剂置换法(IDA)是一种简单且逐渐被广泛使用的阴离子识别方法。本文简介了指示剂置换法,综述了近年来采用主要包括比色指示剂置换法(C-IDA)、荧光指示剂置换法(F-IDA)、金属络合物指示剂置换法(M-IDA)、对映选择性指示剂置换法(E-IDA)和新型指示剂置换法(N-IDA)等5种基于指示剂置换法的阴离子识别研究进展。     

环糊精衍生物及包合物构建荧光探针的研究进展

环糊精是超分子化学中的一类重要主体化合物,在药物缓释、化学传感、对映体分离以及新型材料等众多领域都得到了广泛的应用.由于环糊精具有外亲水内疏水的桶形结构,其空腔内可以插入具有识别功能的受体分子或荧光染料,可通过螯合或置换方式实现对目标分子的识别,因此基于环糊精衍生物及包合物构建荧光探针也受到了人们的极大关注.总结了基于环糊精设计合成的荧光探针在检测金属离子、阴离子和分子等方面的应用,重点描述了识别性能和识别机制,为环糊精衍生物及包合物在荧光检测领域的应用提供理论依据.     

识别中性分子客体荧光传感和开关的研究进展

分子识别是超分子化学的核心概念,而荧光开关PET(photo-induced electron transfer)体系又是分子识别中的重要组成部分,是超分子化学和光物理学科相结合的成就.本文总结了近年来对中性客体分子的荧光传感和开关的研究进展.     

荧光金属-有机框架材料在金属离子检测中的研究进展

金属-有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)作为一种新型的多孔材料,具有大的比表面积、可设计的框架结构、开放的金属活性位点以及易于化学修饰等优点,被广泛应用于识别、催化、吸附和分离等各个领域,已成为化学与材料研究领域的热点之一.在荧光传感领域, MOFs可以通过配体、金属中心的调控,以及配体与配体、配体和金属之间发生的能量转移或电荷转移,表现出丰富的荧光发射性能.本文根据荧光响应信号的变化(荧光淬灭型“turn-off”、荧光增强型“turn-on”和比率荧光型“ratiometric”)以及荧光传感的机理(竞争吸收、框架裂解、离子交换和配位作用),介绍了近年来荧光MOFs在金属离子检测领域的研究与应用现状,并进一步讨论了MOFs材料在该领域面临的挑战和发展趋势.     

铜离子介导的草甘膦荧光传感器的构建及应用

以7-二乙氨基香豆素为荧光基团，设计并合成了一种香豆素酰腙类荧光探针CPS。研究结果表明，在甲醇溶液中，探针CPS对Cu²⁺呈特异性的荧光猝灭响应，且与Cu²⁺形成分子比为2∶1的络合物CPS-Cu²⁺。此络合物作为荧光传感器实现了草甘膦的特异性识别，具有较高的灵敏度，检出限可低至64.8 nmol/L (10.95 ng/mL)。通过Job′s plot曲线、摩尔比法及质谱等手段，推测了荧光传感器检测草甘膦的作用机制。实际水样的加标回收实验证明了此荧光传感器检测草甘膦具有良好的实用性。     

焦磷酸根离子传感体系的研究进展

由于焦磷酸根离子(PPi)在生物、环境以及临床医学等学科领域的重要性,PPi的检测已受到越来越多的关注.重点介绍基于传感材料的PPi新型传感体系,并根据传感材料的不同分为以下几个方面进行综述:(1)基于纳米材料的传感体系,(2)基于共轭聚电解质/聚合物的传感体系,(3)基于脂质体的传感体系,(4)基于聚集诱导发光分子的传感体系,(5)其他类型的传感体系.展望了PPi传感的发展趋势.     

一种新型连续检测镉离子和焦磷酸阴离子的逻辑门荧光传感器及其细胞成像研究

设计并合成了一种基于8-羟基喹啉(8-HQ)的连续检测Cd~(2+)和焦磷酸阴离子(PPi)的荧光传感器L.在传感器L的DMSO/H2O(V/V=1/1,0.01mol/L,Hepes-HClbuffer,pH=7.20)溶液中加入Cd~(2+)后导致荧光发射峰(Em=537 nm)猝灭,检测限低至5.87×10~(-8) mol/L.通过Job's曲线图和质谱验证传感器L和Cd~(2+)离子之间以1∶1化学计量比结合,结合常数为4.38×10~4 L/mol.复合传感器L-Cd~(2+)体系具有通过配体置换法对PPi高度选择性检测性能. L可以作为一种逻辑门荧光传感器检测Cd~(2+)和PPi.传感器L可以用于对活细胞中的Cd~(2+)和PPi的荧光成像.     

Conjugated Polymer Fluorescent Chemosensor： Design Principle and the Concept for Molecular Assembly

共轭高分子作为“分子导线”所特有的信号放大效应,使其在构建高灵敏度的荧光化学传感体系中具有特别的优势。本文首先从分子识别、传感机理和信号输出等方面概述了传感分子设计中需要考虑的一些基本问题;然后以聚对芳撑乙炔类共轭高分子为例,提出基于模板排列组合的分子组装概念,并将之用于合成一系列结构可调的荧光化学传感分子,以满足不同的检测目的;最后通过文献中的具体实例,对多种聚对芳撑乙炔类共轭高分子进行了分子结构和传感应用方面的解析。     

共轭高分子荧光化学传感分子的设计原理与分子组装概念

共轭高分子作为"分子导线"所特有的信号放大效应,使其在构建高灵敏度的荧光化学传感体系中具有特别的优势。本文首先从分子识别、传感机理和信号输出等方面概述了传感分子设计中需要考虑的一些基本问题;然后以聚对芳撑乙炔类共轭高分子为例,提出基于模板排列组合的分子组装概念,并将之用于合成一系列结构可调的荧光化学传感分子,以满足不同的检测目的;最后通过文献中的具体实例,对多种聚对芳撑乙炔类共轭高分子进行了分子结构和传感应用方面的解析。