一种新型荧光探针的合成及其对Cu~(2+)的选择性识别

设计并合成能用于识别铜离子的荧光探针N′-(喹啉-2-亚甲基)-7-二乙胺基-3-甲酰肼-香豆素(FKBA),通过质谱、红外光谱、元素分析、~1 H NMR、~(13) C NMR等方法对该荧光探针FKBA进行表征;采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法对FKBA与金属离子的相互作用进行了研究。结果表明FKBA对Cu~(2+)有良好的选择性和灵敏度。向含有FKBA的溶液中加入Cu~(2+),其吸收峰发生红移,且强度增大。而向该溶液中,加入Al ~(3+),Ag~+,Ba~(2+),Cd~(2+),Ca~(2+),Co~(3+),Fe~(3+),Cr~(3+),Hg~(2+),Mg~(2+),K~+,Mn~(2+),Ni ~(2+),Na~+,Zn~(2+)和Pb~(2+)等其他16种金属离子时,FKBA的紫外吸收仅发生细微的变化。FKBA作为化学传感器对Cu~(2+)的选择性是通过与一系列与环保和生物功能相关的金属离子相互作用得到验证。FKBA中加入Cu~(2+)时,FKBA的荧光强度明显猝灭,其他16种金属离子对FKBA的荧光强度几乎没有影响。不同的金属离子分别与Cu~(2+)共存时FKBA的荧光光谱猝灭程度相同,说明FKBA具有良好的抗干扰能力。向FKBA中加入EDTA,FKBA的荧光强度得到恢复。FKBA中加入Cu~(2+),溶液颜色变成棕色,加入EDTA后又恢复到初始颜色。说明FKBA的荧光减弱不是Cu~(2+)催化FKBA分解而是FKBA与Cu~(2+)络合。在酸性环境中,FKBA的希夫碱结构不稳定,部分FKBA分解成其他的荧光物质。据IUPAC(cDL=3Sb/m)测得检测限为0.13μmol·L~(-1)。对实际样品中的Cu~(2+)浓度进行分析,表明FKBA可作为荧光传感器用于实际样品的Cu~(2+)检测。     

苯并噻唑类探针取代基结构对金属离子识别性能的影响

荧光探针对识别金属离子具有检测快、选择性好等特点,设计合成了两个苯并噻唑类探针分子6-(3,5-二甲基苯氧基)-5-胺基-2-苯基苯并噻唑(L4)和6-(3,5-二甲基苯氧基)-5-苯甲酰胺基-2-苯基苯并噻唑(L5),并通过探针分子的紫外可见光谱和荧光光谱的变化特征,详细研究了探针L4和L5对溶液中三价金属离子Al~(3+), Fe~(3+), Cr~(3+)和二价金属离子Cu~(2+)的识别性能。研究结果表明,当L4分子中的识别基团胺基与苯甲酰基键合形成L5分子结构时,会发生荧光猝灭,同时获得了开启式荧光探针L4和关闭式荧光探针L5。紫外可见光谱检测结果表明,在有机溶液中,探针L4选择性地识别出Al~(3+), Fe~(3+), Cu~(2+);在含水乙腈溶液中,探针L4高选择性地识别出Cu~(2+);通过紫外光照射下的裸眼检测,含探针L4的试纸有效地识别出纯水中的Cu~(2+);在有机溶液中,探针L5选择性地识别出Al~(3+)和Fe~(3+)。荧光光谱检测结果表明,当探针L4与Fe~(3+), Al~(3+), Cu~(2+)存在于有机溶液中时, L4将发生荧光猝灭;在含水乙腈溶液中,探针L4对Cu~(2+)具有高选择性识别作用;当探针L5与Cr~(3+), Fe~(3+), Al~(3+), Cu~(2+)存在于有机溶液中时, L5的荧光强度依次增强。利用溶液浓度对吸收强度作图,计算出了探针L4对Cu~(2+)的检出限为4.51×10~(-6) mol·L~(-1),络合常数Kα为1.12×10~3 M~(-1);探针L5对Al~(3+), Cr~(3+), Fe~(3+), Cu~(2+)的检测限分别为2.85×10~(-6), 4.79×10~(-6), 5.95×10~(-6)和3.23×10~(-6) mol·L~(-1),络合常数分别为:Kα(Al~(3+))=2.17×10~3 M~(-1),Kα(Cr~(3+))=2.06×10~3 M~(-1),Kα(Fe~(3+))=3.92×10~3 M~(-1),Kα(Cu~(2+))=4.43×10~3 M~(-1)。根据探针与识别金属离子的荧光滴定实验结果,推测出探针分子与金属离子之间形成了1∶1络合物。抗金属离子干扰实验结果表明,探针分子对特定金属离子的识别基本不受其他干扰金属离子的影响。~1H NMR滴定结果表明,探针L4分子结构中胺基和二甲基苯氧基,探针L5分子结构中的苯甲酰胺基和二甲基苯氧基取代基在识别金属离子过程中发挥了重要作用。探针L4在识别Cu~(2+)方面具有更广阔的应用前景。     

聚乙烯亚胺包覆的CdZnTe量子点荧光探针测定痕量Pb~(2+)

在水相中制备了聚乙烯亚胺(PEI)包裹的水溶性PEI-CdZnTe量子点。研究了反应时间,酸度及不同常见金属离子对PEI-CdZnTe量子点荧光效率的影响。基于Pb~(2+)对CdZnTe量子点具有选择性荧光猝灭作用,建立了用CdZnTe量子点为探针灵敏测定痕量Pb~(2+)的新方法。研究了不同浓度Pb~(2+)对CdZnTe量子点荧光强度猝灭情况,结果表明,Pb~(2+)对CdZnTe量子点的荧光猝灭过程可以很好地用Stern-Volmer荧光猝灭方程来描述。当Pb~(2+)浓度在0.05~3.0μg·mL~(-1)范围内,CdZnTe量子点的荧光强度F_0/F与Pb~(2+)浓度之间具有较好的线性关系,线性相关系数为0.998 8,检测限为0.01μg·mL~(-1)。该量子点荧光分析方法简便快速、灵敏度高、选择性好,能够应用于实际水样中Pb~(2+)的分析与测定。     

萘酰亚胺铁离子荧光探针的合成及识别性能

以1,8-萘酐、N,N-二甲基乙醇胺、三乙烯四胺为原料,通过酰亚胺化、缩合等反应,合成一种萘酰亚胺荧光探针,并通过核磁氢谱、红外光谱结构表征,测定了探针在乙醇与水的混合溶液中的荧光光谱。考察了金属离子浓度等因素的影响,对其配位机理进行了研究。结果显示,目标产物在乙醇-水溶液中对Fe~(3+)表现出了专属选择性识别性能,在(1.87~6.53)×10~(-6)g/m L的Fe~(3+)浓度范围内,探针荧光强度与Fe~(3+)浓度有很好的线性关系,线性相关系数R=0.995 3,检出限为405.1 ng/mL。     

半脱氨酸附载大孔型阴离子树脂富集水中微量元素

半胱氨酸(H_2L)具有巯基和氨基能和许多金属离子络合形成稳定的络合物。用H_2L和氢氧根型的D296大孔型强碱性阴离子交换树脂一起加热制得一种新型的附载树脂。在水溶液中,pH为6.5—8时能够定量吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)离子,具有容易合成,容易洗脱,吸附速度快,同时试验了大量共存离子存在时对Cu~(2+)、Pb~(2+)、     

基于Schiff碱结构的香豆素类荧光探针的合成及对Mg~(2+)的识别

以2-氨基苯并咪唑和7-羟基香豆素为基本原料制备了Mg~(2+)荧光探针,采用核磁共振谱与质谱等手段对产物的构成进行了详尽的表征。然后通过荧光发射光谱的测试分析,了解了探针的各项性能。结果显示,在MeOH∶H_2O=1∶1(V∶V)混合溶液中探针对Mg~(2+)具有良好的选择性而不受其他金属离子(Ca~(2+)、Na~+、Li~+、K~+、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)、Ba~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)、Ag~+、Al~(3+)、Hg~(2+)、Co~(2+)、Pb~(2+))的干扰。探针对Mg~(2+)具有可逆性,其检测限为7.3×10~(-8) mol/L。通过对探针的性能研究可知该探针能够完成对Mg~(2+)的检测,在生命医学、环境科学及分析化学等领域具有潜在的应用价值。     

不同溶剂中番茄红素的荧光光谱及其特性研究

用970CRT荧光光度计测定了番茄红素在正己烷、乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿、丙酮和苯等6种溶剂中的荧光光谱以及番茄红素在四氢呋喃溶液中不同浓度下的荧光光谱。对所测光谱分析得出:6种溶剂中荧光光谱的最大峰值波长(λmax)分别为542.5 nm5、48.2 nm5、55.0 nm、555.7 nm、556.4 nm和565.7 nm,由于溶剂效应,随溶剂极性由小到大,荧光光谱的最大峰值波长(λmax)逐渐红移,由这些峰值波长计算得出相应的番茄红素分子在6种溶剂中的跃迁能ET分别为220.5 kJ/mol2、18.2 kJ/mol2、15.6 kJ/mol2、15.3 kJ/mol2、14.9 kJ/mol和211.5 kJ/mol,可见跃迁能ET也随溶剂极性增大而降低;当番茄红素在四氢呋喃溶液中的质量浓度低于50μg/ml时,溶液的荧光强度随溶液浓度增加而增大,当质量浓度高于50μg/ml时,由于番茄红素的激发态分子与基态分子相互作用,荧光强度反而减小;在浓度低于80μg/ml的溶液中,番茄红素的荧光光谱除最大峰值外还有三个较小峰值,据此计算得出相应的番茄红素分子的跃迁能分别为E(T1)=278.2 kJ/mol、E(T2)=260.2 kJ/mol和E(T3)=239.3 kJ/mol。     

DMF保护的荧光银纳米簇的制备及其对Hg~(2+)浓度的检测

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为还原剂和保护剂,在140℃下回流反应,简便合成了荧光银纳米簇(DMF-Ag NCs)。通过高分辨率透射电镜(HRTEM)、紫外-吸收光谱、荧光光谱对DMF-Ag NCs进行了表征。研究发现,Hg~(2+)会使DMF-Ag NCs聚集而猝灭荧光。基于此,建立了一种快速、灵敏检测Hg~(2+)的新方法。在最佳实验条件下,Hg~(2+)溶液浓度与DMF-Ag NCs荧光强度在5.0×10-9~1.5×10-7mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为3.0×10-9mol/L,线性相关系数为0.995 8。该方法可用于环境水样中Hg~(2+)的检测。     

C60-糖皮质激素荧光特性研究

C60及其衍生物的荧光特性的研究是富勒烯科学领域的一个重要分支.研究了C60-糖皮质激素类衍生物的荧光性质,发现室温下用350 nm波长的光激发,C60-糖皮质激素类衍生物在447 nm处有荧光发射.由于C60分子中60个碳原子是等价的,属Ih群,呈高度对称性,因而同样条件下难以观测到荧光.而C60-糖皮质激素类衍生物在形成的过程中分子结构的对称性发生了改变,使得这类化合物可以在一定波长光的激发下发射荧光.此外,通过对系列浓度(10～130 μmol·L-1)的C60-糖皮质激素氯仿溶液的荧光测定,发现这类化合物存在荧光浓度自猝灭现象,10～64 μmol·L-1浓度范围内,荧光强度随浓度的增大而逐渐增大,大于64 μmol·L-1时荧光强度随浓度的增大而逐渐降低.     

Fe~(3+)对石墨烯氧化物荧光淬灭机理的研究

采用改进的Humer法合成了石墨烯氧化物,利用搭建的时间分辨光谱探测系统详细探究了Fe~(3+)(浓度为0.5、1、2 mmol/L)对石墨烯氧化物荧光淬灭物理机制。稳态荧光发射光谱中,随着Fe~(3+)浓度的增加,石墨烯氧化物的荧光强度急剧减弱。时间分辨荧光光谱和飞秒瞬态吸收光谱研究证实,加入不同浓度Fe~(3+)的GO其动力学衰减曲线基本没有任何变化。结果表明,Fe~(3+)对石墨烯氧化物的荧光淬灭主要是静态的荧光淬灭过程。