氧对钌(Ⅱ)配合物溶胶-凝胶膜荧光响应的影响

利用蓝光LED(λmax =4 6 0nm )构建的氧荧光猝灭检测系统 ,考察了不同Ru配合物以甲基硅氧烷(TMOS)和二甲基二甲氧基硅烷 (DiMe DMOS)为共先驱体 ,制备的有机改性溶胶 凝胶 (sol gel)膜内荧光猝灭行为。DiMe DMOS的加入量会影响敏感膜的极性 ,从而影响敏感膜对氧浓度的响应。利用自行构建的装置对水体中氧进行了检测 ,传感膜对氧饱和水溶液测定的相对标准偏差为 1 12 % (n =6 ) ,响应时间为 30s,对氮饱和水溶液测定相对标准偏差为 0 39% (n =6 ) ,响应时间为 90s,敏感膜使用寿命大于 6个月。     

包埋不同淡水耗氧菌BOD传感膜的光谱响应特征研究

利用四甲氧基硅烷（TMOS）、二甲基二甲氧基硅烷（DiMeDMOS）与聚乙烯醇（PVA）构成的有机改性材料分别包埋五种不同淡水耗氧菌,制备光化学生物耗氧量（BOD）的传感敏感膜,并在自行构建的BOD测定仪上考察其光谱响应行为。实验结果表明,分别包埋五种淡水耗氧菌和它们混合菌种的BOD传感膜对BOD的荧光强度响应范围为0～60 mg·L-1至0～120 mg·L-1,线性相关系数为0.976～0.997,响应时间为0.5～8.7 min,传感敏感膜可连续使用30 d以上。实验研究考察了不同实验条件下如温度和测定体系的pH对BOD传感膜响应的影响。实验结果发现,在4 ℃下保存12个月后,BOD传感膜仍保持原有响应值的85%以上,显示出较好的重复性和稳定性。初步应用结果表明,BOD传感膜可应用于地表水中的BOD检测。     

钌(Ⅱ)配合物有机改性干凝胶的氧传感性能

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为共先驱体制备了掺杂二氯化二联吡啶(二吡啶并[3,2-a 2,3-c]吩嗪)合钌(Ru-Dppz)的干凝胶.考察了Ru-Dppz在乙醇溶液和干凝胶内的荧光行为,发现在干凝胶中配合物的发射光谱较乙醇溶液中有明显蓝移.与固态本体配合物相比,干凝胶内Ru-Dppz的荧光寿命有明显增加.以Ru-Dppz为荧光指示剂的有机改性氧传感材料具有灵敏度高、响应时间短及稳定性好等优点.该复合材料中有机改性剂的加入提高了氧的通透性,降低了发光分子间的浓度自猝灭进而改善了材料传感的灵敏度.     

Ru(Ⅱ)配合物光学氧传感材料的合成及其传感性质

合成了一种Ru(Ⅱ)配合物功能化的有机-无机杂化材料Ru-pyttz-MCM-41,利用红外光谱和小角X射线衍射对该杂化材料进行了表征.不同氧气浓度下的发射光谱分析表明,该样品的发光能够有效地被氧分子猝灭,可以作为光学氧传感材料探测氧气浓度.氧气传感性能研究表明,该样品具有良好的灵敏度和较短的响应时间,对环境和生物化学...     

基于碳点“开关”型荧光探针在组氨酸检测中的研究

研究并构建了一种基于荧光碳点(carbon dots, CDs)的新型“开关”探针,利用CDs荧光强度的变化进行痕量组氨酸(histidine, His)的检测。在pH 7.6的溶液中,钌(Ru)能与CDs通过静电吸引作用形成弱的基态化合物,导致CDs的荧光猝灭,此时体系处于“关闭”状态。而His与Ru有更强的亲和力,故向体系中加入 His后,Ru从CDs表面竞争中下来,CDs的荧光得到恢复,此时体系被“打开”。考察了pH、缓冲溶液、反应时间、温度等因素对体系的影响,并初步讨论了Ru对CDs荧光的猝灭类型,得出了Ru对CDs荧光的猝灭属于静态猝灭的结论。实验结果表明,在pH 7.6的溶液中,在20～25 ℃条件下,体系在10 min 内反应完成。His的浓度与碳点荧光的恢复程度呈良好的线性关系,其线性范围为：6.5～219.3×10-6 mol·L-1,检出限为：2.15×10-6 mol·L-1。将方法应用于实际样品氨基酸注射液中组氨酸含量的测定,其RSD≤2.07%,回收率在95.7%～102.4%之间。将具有优良光学特性的CDs应用于构建“开关”型荧光探针,不但拓宽了CDs的应用范围,为一些重要物质的检测提供了参考。     

一种基于有机杂化溶胶-凝胶Hg2+敏感膜的研究

研究了基于有机杂化硅氧烷的Hg2 光化学传感膜,通过四甲氧基硅烷(TMOS)和二甲基二甲氧基硅烷(DMOS)进行缩聚,将5,10,15,20-四苯基卟啉磺酸钠与十六烷基三甲基溴化铵以离子对的形式包埋于溶胶-凝胶中,获得对Hg2 有灵敏荧光响应的溶胶-凝胶敏感膜.实验考察了传感膜的制备条件和响应性能.结果表明,在pH 8.0的Tris-HCl缓冲溶液中,Hg2 的浓度与传感膜的荧光猝灭比值在1.0×10-5～1.0×10-4mol·L-1范围内呈线性关系,传感膜具有响应时间短,指示剂不泄漏,测定重现性好,其他金属离子干扰小等优点.     

己氧基对含二苯乙烯基发色团化合物荧光性能的影响

合成了两种新型甲基丙烯酸酯类化合物：4-甲基丙烯酰氧基-4’-硝基二苯乙烯(NS)和4-甲基丙烯酰氧己氧基-4’-硝基二苯乙烯(HNS),通过红外光谱、核磁、高效液相色谱、紫外吸收光谱等对化合物结构进行了表征。研究了两化合物的荧光发射光谱,考察了浓度、溶剂极性等对化合物荧光发射光谱的影响。结果表明,化合物NS、HNS均存在浓度自猝灭效应,其荧光最大发射波长均随着溶剂极性增大而红移;且HNS由于供电子己氧基的引入在分子内形成了推-拉电子结构,使得其荧光最大发射波长较NS红移了72nm,化合物在DMF溶液中产生的荧光由黄光转变为橙红色光。     

固定化发光铂络合物的荧光特性

详细研究了固定化发光铂络合物的荧光特性。根据氧对金属铂络合物发射光的动态猝灭原理及高分子材料的非均一性特征，建立了荧光猝灭动力学模型，并推导出了一个定量描述氧对有机金属铂络合物发射光猝灭作用的通用表达式。该表达式克服了Ｓｔｅｒｎ－Ｖｏｌｍｅｒ方程容易产生负偏差的不足，并能很好地说明固定化发光铂络合物的荧光猝灭机理。     

胡椒碱与牛血清白蛋白的相互作用

采用荧光光谱技术研究了胡椒碱与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用。根据测定不同温度下胡椒碱对BSA的猝灭常数,证实了荧光猝灭过程为静态猝灭,由热力学参数焓变（ΔH）小于零和熵变（ΔS）大于零,推断出胡椒碱与BSA之间主要靠静电引力相结合,生成自由能变（ΔG）为负值,表明胡椒碱与BSA的作用过程是一个自发过程;并应用同步荧光光谱技术考察了胡椒碱对BSA构象的影响。     

醌对卟啉荧光猝灭的溶剂效应

测定了在室温和未脱氧条件下不同浓度的苯醌(BQ)对卟啉衍生物四苯基卟吩(TPP),四苯基卟吩锌(ZnTPP)激发一重态的猝灭.由猝灭而引起的荧光强度的变化和荧光寿命的变化均可用Stern-Volmer关系式描述.由此根据寿命计算出的猝灭常数均比据荧光强度计算出的猝灭常数小.这是由于荧光强度测量中的自吸收效应引起的.实验结果表明;猝灭常数Kq与溶剂极性无关而只与粘度有关.说明这种猝灭是受扩散控制的动态猝灭.动力学分析表明,这是一种强猝灭,电荷转移猝灭速度比卟啉和醌的复合物的分解速度大或与之相近.比较实验结果和我们以前及其他作者发表的结果后,可以得出结论.苯醌对卟啉衍生物激发态电荷转移猝灭的溶剂效应随分子状态的不同而异:分子内的和通过三重态进行的分子间电荷转移猝灭受溶剂极性影响,但通过一重态进行的分子间电荷转移猝灭则与溶剂极性无关.     

基于钌配合物荧光猝灭氧二次传感BOD检测的研究

考察了利用溶胶-凝胶基质制备的氧荧光传感膜的光谱性质,实验结果表明,溶胶-凝胶基质与Ru(dpp)₃(ClO₄)₂配合物的基态之间不存在较强的相互作用,具有较好的透光性。将氧光化学传感器作为二次传感,制备了响应良好的光化学BOD微生物传感器,研究结果表明这种传感器对于较低浓度的BOD含量有着良好的线性范围,并且其响应活性保持良好,具有较长的使用寿命和良好的稳定性。     

基于荧光响应的氨传感膜研究

利用有机改性溶胶-凝胶的包埋方式,以氨基荧光素(AF)为荧光指示探针制备氨传感敏感膜,考察了AF与γ-[(2,3)-环氧丙氧基]丙基三甲氧基硅烷(GOPS)作用后的膜泄漏度及荧光光谱行为的变化,对氨传感敏感膜的配比进行了一系列的优化,获得了对氨具有高响应灵敏度而对pH无响应的氨光传感敏感膜。利用自行构建的氨传感检测装置对水体中氨进行了检测,传感膜对水溶液NH₄的最低检出限为0.3 μg·mL-1,测定的相对标准偏差为4%,线性范围为1～80 μg·mL-1,响应时间(t₉₅)为4 min,敏感膜使用寿命大于6个月。     

Design and properties study of fiber optic glucose biosensor

A new type of fiber optic glucose biosensor based on fluorescence quenching has been designed and its properties have been studied. Glucose can be oxidized by oxygen when glucose oxidase are used as the catalyst, therefore, the concentration of glucose can be measured by detecting the consumption of oxygen. For the detection of oxygen concentration, the ruthenium(Ⅱ) complex, Ru(bpy)3Cl2, were used as the fluorescence indicator and its fluorescence lifetime were detected by lock-in technology. The detecting range of the sensor is 50 - 500 mg/dl and its response time is 30 seconds, showing that this kind of sensors is possible to be used in clinical diagnosis and detection.     

新型声表面波电流传感器*

将声表面波技术的快速响应特点与磁致伸缩薄膜的高磁敏特点相结合,可实现一种快速、高灵敏、稳定可靠的新型电流检测技术。传感器由双通道差分式振荡器与沉积在传感通道器件表面的声传播路径上的磁致伸缩薄膜组成。该文基于分层介质中声传播理论及磁致伸缩效应,对声表面波电流传感机理进行了分析,以实现对传感器结构的优化设计。实验研制了采用铁钴(FeCo)薄膜的声表面波电流传感器,测试结果表明,该传感器具有快速响应和高灵敏特点。为抑制磁致伸缩薄膜自身的剩磁效应所带来的高磁滞误差,采用的有效途径是将沉积的磁致伸缩薄膜进行图形化设计。实验结果表明,采用栅阵化FeCo薄膜结构的传感器表现出更高检测灵敏度、更好线性及更低的磁滞误差。     

基于飞秒激光加工的马赫-曾德尔干涉氢气传感器

介绍了一种基于光纤微加工的氢气传感技术方案。利用波长为800nm的飞秒激光脉冲在普通单模光纤上加工马赫-曾德尔(M-Z)干涉腔,并采用磁控溅射方法在加工后的M-Z干涉微腔上溅射钯(Pd)膜,制备了一种新型的光纤氢气传感器。分析了加工工艺对微腔干涉效果的影响,选择合适的加工参数以及加工后对微腔进行后续处理,可使微腔的透射光谱的分辨率得到提高。实验研究了腔长为40μm的M-Z干涉传感器分别镀36nm、110nmPd膜后,对氢气的响应。结果表明,在不同的氢气浓度下,镀Pd膜的M-Z干涉传感器都表现出对氢气的敏感特性,随着氢气浓度的增大,透射光谱会向长波长方向偏移,其中Pd膜厚度为110nm比厚度为36nm的传感器对氢气有更好的灵敏度。     

杂质银对氧化锌薄膜气敏光学特性的影响

用反应式射频磁控溅射方法制备了纯氧化锌（ＺｎＯ）薄膜和掺Ａｇ的ＺｎＯ气敏光学传感薄膜。测量了这些薄膜在ＮＯｘ气体中的透射光谱，然后由透射光谱获得了灵敏度的变化规律，发现掺Ａｇ后的ＺｎＯ薄膜对ＮＯｘ气体的灵敏度高于纯ＺｎＯ薄膜，用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）测试了这些薄膜的组分，发现当掺Ａｇ量为５％时灵敏度最高，并结合朗缪尔（Ｌａｎｇｍｕｉｒ）型吸附平衡关系式解释了这些现象，理论和实验结果能很好的相符。     

基于光纤微结构加工和敏感材料物理融合的光纤传感技术

将功能敏感材料与光纤在物理层面进行有机融合,充分发挥光纤传感器在结构集成、材料集成等方面的优势,将有望发展新型的光纤传感器件和系统.本文综述了飞秒激光光纤微加工技术分别在标准的单模光纤和光纤光栅上制备微结构,再结合敏感材料制备技术,实现在物理层面上光纤传感器材料和结构的集成和融合,探索实现新型高性能的光纤传感新技术.     

一种非接触式稀土荧光自参比温度传感器

发展了一种非接触式稀土荧光自参比温度传感器,即将有机稀土配合物K[Yb(Az)₄]包埋在苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中,并附着在洁净的石英片上制备得到了温度传感薄膜Yb@PSMM。通过研究不同温度下Yb3+的荧光发射光谱,利用其在近红外波段荧光性质随温度变化的规律,开发了一种比率型稀土荧光温度传感方法,其原理是通过不同温度下Yb3+的荧光发射光谱的形状随温度的变化,结合在不同温度下Yb3+的核外电子在外层Stark劈裂亚能级上的分布符合Boltzmann分布律的特点,利用其近红外荧光发射光谱中900 nm~990 nm波长范围内与990~1 150 nm波长范围内的积分峰面积比的自然对数与温度的倒数呈现的线性关系作为温度测量的标准曲线,实现了-195~105 ℃范围内的温度精确测量。经考察,该发光温度传感器在0 ℃附近的温度测量分辨率达到了0.1 ℃。与已报道的发光温度传感器相比,提出的新型温度传感器具有如下几个优势：其一,所选用的发光材料的Stokes位移大于500 nm,有效地避免了环境背景干扰;其二,由于采用荧光积分峰面积而非荧光强度作为考察对象,大大减小了测量中由于仪器或测量次数较少引入的随机误差;其三,采用同一发光材料的荧光发射光谱中两个荧光峰面积的比值,相当于在体系中引入了自参比,有效避免了由于荧光材料的浓度、几何构型以及光源强度等外界因素变化对测量结果产生的影响;其四,利用稀土发光材料作为温度传感材料,可以利用其荧光寿命长、单色性好、强度高的特点;其五,温度传感膜本身不溶于水,也不在水中扩散,便于直接测量原位温度变化;其六,Yb3+的发光位于900~1 150 nm的近红外波长范围,而这个波段的荧光具有较好的穿透性使得该温度传感器有望在复杂体系的温度传感、成像等领域发挥重要作用。在实际测量的装置中,通过调整光路使得辐照在样品上的入射光斑大小仅约为1 mm2,并将Yb@PSMM固体膜样品的放置方向与入射激发光的夹角设置为225°,从而规避了入射光源的反射光对检测器的影响,而具有较好穿透能力的近红外荧光几乎不受影响,从而进一步确保了该温度传感器的测量结果。