硫杂杯[4]荧光探针的离子识别及分子逻辑门研究

以硫杂杯[4]芳烃为母体,在其1,3-位连接羟乙基邻苯二甲酰亚胺,2,4-位以三氮唑为连接基,将苄基引入硫杂杯[4]芳烃的下沿,得到硫杂杯[4]-邻苯二甲酰亚胺衍生物荧光探针(s1)。探针s1发射强烈荧光,在CH₃CN介质中的相对荧光量子产率为0.43。在DMF/H₂O介质中,以310 nm为激发波长,Fe3+能选择性猝灭探针s1在390 nm处的荧光;在CH₃CN介质中,以245 nm为激发波长,I-能选择性猝灭探针s1在310 nm处的荧光,光谱滴定和等温滴定量热均测出探针s1与Fe3+或与I-形成1∶1配合物,结合常数均达105。结合自由能表明配合为自发过程。荧光猝灭检测Fe3+和 I-的浓度线性范围分别为1.0×10-7～1.6×10-4 mol·L-1和1.0×10-7～8.5×10-5 mol·L-1,检测限分别为2.30×10-8 mol·L-1和1.17×10-8 mol·L-1。同时,利用识别和竞争配合作用,控制Fe3+和F-的输入使探针s1发射荧光或荧光猝灭,构建了分子水平上的逻辑电路。红外光谱推测探针s1分子中三氮唑基的氮原子参与了识别Fe3+的配位,而探针s1分子中三氮唑环上的芳氢与I-形成氢键而实现识别。     

杯[4]芳烃纳米粒子的制备及其光谱性质研究

用再沉淀法制备了一种新型的有机纳米微粒子—杯[4]芳烃纳米粒子(CN),通过透射电镜观察其平均尺寸约为40 nm, 与杯[4]芳烃分子相比具有较好的荧光性能。在弱酸性条件下,适量的Fe3+能使其荧光发生明显猝灭,荧光猝灭值与Fe3+的浓度在一定范围内呈良好线性关系,据此建立了一种测定Fe3+的荧光新方法。在最优化条件下,测得Fe3+的线性范围和检出限分别为1.0×10-6～2.4×10-5 mol·L-1和3.1×10-7 mol·L-1。将其应用于水样中三价铁离子的定量分析,回收率和相对标准偏差都令人满意。     

光谱法研究1,3-硫杂杯[4]罗丹明乙二胺酰胺衍生物对Fe3+的探针性能

利用硫杂杯[4]芳烃衍生物与罗丹明乙二胺发生酰化反应,合成了2个具有双罗丹明基团的1,3-硫杂杯[4]罗丹明乙二胺酰胺衍生物.在实验条件下,衍生物与Fe3+均能形成1:1配合物,配合物的形成诱导了衍生物分子中罗丹明基螺环开环,而表现出良好的荧光和比色探针性能.1,3-硫杂杯[4]罗丹明酰胺-2,4-酯对Fe3+的选择性...     

香豆素衍生物的光谱性质研究及痕量Fe^3＋的测定

对比考查了水与乙醇溶液中不同浓度下丁二酸(7-羟基香豆素)单酯(SCE)的荧光光谱特性,基于溶剂本身的性质及SCE在氢键溶剂中的二聚作用对其光谱进行了讨论.同时基于不同pH值水溶液中荧光光谱的变化,计算得到该试剂激发态分子的酸离解常数pK*a=2.03.研究发现在pH 3.3盐酸介质中,Fe3 可使SCE的荧光猝灭,且其荧光猝灭程度与Fe3 的加入量呈线性关系.该方法线性范围为0.66～6.59 μg·L-1,方法检测限为51 ng·L-1,对比母体7-羟基香豆素对Fe3 的检测,SCE测定的灵敏度提高了104倍,从而建立了荧光猝灭法测定痕量Fe3 的新方法.     

基于NaGdF_4∶Eu纳米粒子的荧光猝灭测定痕量Cu~(2+)

采用水热法合成了柠檬酸盐修饰的水溶性NaGdF4:Eu荧光纳米粒子,粒子溶液荧光强度稳定.实验发现,Cu2+外对合成粒子的荧光有猝灭作用,据此可建立用NaGdF4:Eu荧光探针测定痕量Cu2+的新方法.实验确定NaGdF4:Eu的浓度为1.0×10-3 mol·L-1,溶液的pH值为10.0.考察了其他常见离子对粒子荧光性能的影响,其中Fe3+使荧光发生猝灭,用三乙醇胺可消除Fe3+的干扰.标准曲线的线性回归方程为I=532-0.685c,相关系数r为-0.998 4,线性范围为3.33×10-6～1.33×10-4 mol·L-1,检出限为8.9×10-7 mol·L-1,对浓度为6.0×10-5 mol·L-1的Cu2+溶液平行测定11次,RSD为0.62%.以上结果表明,方法的线性范围较宽,灵敏度和精密度较高.测定了茶叶样品中铜含量,测定结果和原子吸收法测定结果相一致.分析Cu2+对粒子荧光猝灭的机理认为,Cu2+和粒子表面的柠檬酸根发生化学结合,改变了粒子表面的结构和组成,导致其荧光发生猝灭.     

5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-羟基亚苄基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺的合成及对锌离子识别的光谱性能研究

合成了含有丹磺酰胺荧光团的新型Zn2+荧光探针DH1(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-羟基亚苄基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺),利用光谱法研究它对锌离子的识别作用。光谱滴定和ESI-MS谱分析表明DH1与Zn2+以1∶1的化学计量数配位。在CH3CN/H2O(φ,9∶1)体系中,DH1与Zn2+结合后荧光显著增强,量子产率高达0.53,荧光检测限达到1.0×10-7 mol.L-1,而其他常见金属离子,如K+,Li+,Na+,Mg2+,Ca2+,Cr3+,Mn2+,Ni 2+,Pb2+,Cu2+,Cd2+,Co2+,Fe2+及Hg2+不引起荧光光谱变化。结果表明,DH1对锌离子识别具有较高的选择性和灵敏度。     

槲皮素作为荧光探针对氟离子的识别作用

槲皮素为天然黄酮类化合物,广泛存在于植物的根、茎、叶、花和果实中。槲皮素作为荧光探针检测氟离子不仅具有较好的选择性和灵敏度,而且与合成的荧光探针比,还具有来源广、环保、无毒等优点。实验将不同阴离子(F-,Cl-,Br-,I-,ClO-₄,H₂PO-₄)分别加入到槲皮素的二甲基亚砜(DMSO)溶液中,考查槲皮素溶液的荧光强度变化。实验发现当加入氟离子后,槲皮素在500 nm处的荧光发射峰的强度降低,发生荧光猝灭,且其猝灭程度随着氟离子浓度的增大而改变,即荧光强度随着氟离子浓度的增大而减小,并呈线性变化。而其他阴离子的加入对槲皮素和槲皮素-氟离子体系的荧光发射强度影响不大,说明其他阴离子不影响槲皮素对氟离子的识别,显示了槲皮素对氟离子具有较好的选择性。由荧光滴定光谱和荧光滴定曲线得到槲皮素对氟离子的滴定方程为：y=-13.36x+173.4,线性关系为R2=0.991,线性范围为1.0×10-6～8.0×10-6 mol·L-1,最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1,表明槲皮素对氟离子的识别具有较高的灵敏度。进一步实验表明槲皮素识别氟离子的机理可能是氟离子的加入破坏了溶液体系的氢键,改变了槲皮素分子的共轭状态,发生分子内电荷转移,促使槲皮素荧光猝灭。用该法成功检测了样品中微量氟离子,回收率为100.67%～102.44%,精确度较好,测定结果稳定。     

氧化石墨烯-亚甲基蓝体系荧光光度法灵敏测定铋(Ⅲ)离子

在水溶液中,氧化石墨烯(Go)对亚甲基蓝(CMB)的荧光可产生猝灭作用,加入适量Bi3+可使体系的荧光增强,且增强程度与Bi3+的加入量有关。氧化石墨烯含有大量的含氧官能团使之表面带负电荷,易于分散在水中。带正电荷的荧光染料亚甲基蓝通过静电引力和π—π堆积作用吸附在GO表面,形成了GO-MB复合物,从而产生荧光猝灭。使用改进的Hummers制备了氧化石墨烯,应用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的GO进行了表征。利用紫外可见吸收光谱验证了石墨烯与亚甲基蓝的作用过程,结果表明亚甲基蓝的荧光猝灭后,其两个主要吸收峰强度明显降低,而且GO的吸收光谱与MB的发射光谱完全不同,重叠度太小,不能发生能量转移,因此,GO与MB发生的荧光猝灭属于静态猝灭过程。当向亚甲基蓝氧化石墨烯络合体系加入Bi3+后,由于Bi3+体积小,带正电荷多从而取代了亚甲基蓝致使亚甲基蓝脱离氧化石墨烯,荧光恢复,荧光恢复的程度随Bi3+量的增加而增强,据此建立了氧化石墨烯-亚甲基蓝荧光光度法测定Bi3+的新方法。考察了亚甲基蓝、氧化石墨烯浓度,酸度以及试剂加入顺序对体系荧光恢复的影响,该络合体系的激发波长为667 nm,发射波长为690 nm,在优化条件下,Bi3+的浓度在0.5～100 μmol·L-1范围内与荧光强度呈良好的线性关系,相关系数为0.995 5。方法的检出限为1.0×10-8 mol·L-1(S/N=3)。评价了该方法的选择性,结果表明当共存离子为1 000倍的K+,Ca2+,Na+,Mg2+,Cu2+;100倍的Fe3+,Be2+,SiO2-₃,Al3+,Ni2+,Sb3+,NO-₃,Cl-,F-;20倍的Pb2+,Hg2+,Cd2+不干扰Bi3+的测定,新方法具有灵敏度高、快速、成本低等优点,将提出的方法用于环境水样的分析,回收率为93.4%～105.2%。     

氮、硫掺杂石墨烯量子点的调控制备与Fe~(3+)传感分析

采用一步固相合成方法制备了荧光量子产率高达82%的N,S-GQDs。并通过对制备时间的调控,得到尺寸更大的氧化石墨烯纳米片。与未掺杂GQDs相比,N,S-GQDs表面电子特性及表面化学活性明显改变。所得到的N,S-GQDs可与Fe3+的特异性结合引起电子转移,导致N,S-GQDs的荧光猝灭。据此建立了高灵敏、高选择性传感Fe3+的定量分析方法,检出限为3.3nmol·L-1,线性范围0.01~3μmol·L-1。     

核酸适配体为荧光探针对精氨酸的手性识别

精氨酸(Arginine,Arg),有D-精氨酸(D-Arg)和L-精氨酸(L-Arg)两种对映体。本文研究发现,羧基荧光素(FAM)标记的核酸适配体(FAM-Apt)具有很强的荧光,其荧光强度在pH为7.2的Tris-HCl缓冲液中被金纳米(AuNps)显著猝灭,在该猝灭体系中加入D/L-Arg后,荧光强度不同程度恢复。因此,基于FAM-AptAuNps荧光探针,建立了手性识别D/L-Arg的方法 .在最优实验条件下,FAM-Apt+AuNps体系检测D/L-Arg的线性范围分别是:0~300和0~400nmol·L~(-1)。检出限分别为8.7和1.9nmol·L~(-1)。