基于吖啶的荧光化学传感器研究进展

吖啶具有刚性平面结构,荧光性能十分优越,因此可以用于荧光化学传感器的合成.本文作者综述了近几年来吖啶类荧光化学传感器的研究进展;介绍了吖啶类荧光化学传感器对阳离子、阴离子和手性化合物的识别性能,并展望了此类传感器的理论和应用前景.     

阴离子荧光化学传感器新进展

本文主要介绍自2004年以来阴离子荧光化学传感器的最新进展.按照受体分子和阴离子的作用类型来分类,包括以氢键或静电作用键合阴离子的受体（胺和酰胺类、脲和硫脲类、五元杂环类和其他类型）、路易斯酸和含金属的荧光受体以及反应型化学传感器.     

基于芘的离子荧光化学传感器

芘是一种简单的芳香化合物,在溶液中可形成动态的和静态的激基缔合物,在长波长处出现荧光发射峰。利用单体和激基缔合物荧光波长的不同,芘常被用作荧光团来合成各种荧光化学传感器。本文对基于芘的荧光化学传感器的研究进展进行综述,主要包括其在单一阳离子、双阳离子和阴离子识别检测中的分子设计、作用机理和应用,并对该类荧光化学传感器的发展前景进行了展望。     

基于咪唑的荧光传感器对磷酸二氢根离子的高选择性识别

设计并合成了基于咪唑基团的高选择性的荧光传感器, 分别利用荧光和紫外-可见光谱研究了其对阴离子的识别. 结果显示, 该类荧光传感器只在H₂PO₄^-离子存在下发生显著的荧光猝灭现象, 并且产生一个新的荧光发射峰, 因此可用于乙腈溶液中H₂PO₄^-的快速有效检测.     

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".     

荧光化学传感器的研究进展

从荧光指示剂的设计原理、固定方法及传感器材料三方面,对荧光化学传感器近年来的进展作了评述,特别是对一些新型荧光化学传感器的应用及纳米传感新材料的发展作了重点介绍。此外,对荧光化学传感器的发展前景作了展望。     

共轭聚合物离子荧光化学传感器

荧光传感器能够将分子识别的信息转换成荧光信号,荧光法在灵敏度、选择性和实时原位检测等方面优势突出,最近已引起了人们很大的兴趣。本文主要介绍以共轭聚合物为基础的离子荧光化学传感器的近期研究进展,重点综述了共轭聚合物的荧光化学传感器在阳离子识别检测中的分子设计、合成、作用机理和应用,并展望了该领域的发展方向。     

一种新型树枝分子的合成及其荧光性质

以芳香八碘代物1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯氨基)]苯乙烯基}苯(TPABI)和4-乙烯基吡啶在钯催化下进行多位点Heck反应,制备得到一种新型荧光树枝分子1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-吡啶乙烯基)苯氨基]苯乙烯基}苯(TPABPy).目标化合物的结构经过红外光谱、核磁共振谱、高分辨质谱确认.树枝分子TPABPy在THF,乙酸乙酯,二氯甲烷,DMF,DMSO溶液中的最大发射波长分别为490,493,510,536,543 nm.Stoke’s位移分别为4717(THF),4969(乙酸乙酯),5330(二氯甲烷),6281(DMF),6398(DMSO)cm-1.在THF和DMF中的荧光量子产率分别为0.87和0.72.在THF和乙酸乙酯中的荧光寿命分别为1.29和1.77 ns.研究了树枝分子TPABPy在不同pH值下的荧光行为,在pH为2.41时荧光强度最大.用循环伏安法测定了分子的前线轨道能级,HOMO轨道能级为-4.94 eV,LUMO轨道能级为-2.38 eV.     

两种臂式荧光氮杂冠醚化学传感器

合成了萘基臂式苯并氮杂15-冠-5 (3)和5-氯喹啉基臂式苯并氮杂15-冠-5 (4)两种荧光化学传感器, 由元素分析、NMR等进行了结构表征|在乙醇溶剂中采用紫外光谱和荧光光谱法分别研究了冠醚3和4对金属离子K^＋, Ca^2＋, Mg^2＋, Pb^2＋, Co^2＋, Ni^2＋, Mn^2＋, Cu^2＋, Zn^2＋, Cd^2＋和Hg^2＋的选择性传感性能. 结果表明, 冠醚3仅对Cu^2＋离子有显著的传感作用, 是一种典型的辐射能量转移过程. 冠醚4对Ni^2＋, Co^2＋, Cu^2＋和Mn^2＋离子有特殊的敏感性, 金属离子浓度逐渐增大使冠醚4产生先增强后猝灭的荧光现象, 荧光增强归因于阻断了从冠环氮原子到喹啉荧光体的弱光诱导电子转移(PET)过程, 而选择性猝灭源于冠醚环与喹啉基团对金属离子协同螯合的机制. 冠醚3和4的构性关系表明, 发光体基团对传感器的选择性能够产生重要的影响.     

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.     

对称萘酚亚胺化合物的pH荧光效应及对阴离子的识别作用

合成了一种含萘酚结构的对称亚胺主体化合物。通过对其与阴离子物种之间相互作用的研究,观察到在水溶液中,随着体系pH值的升高,主体荧光强度增强并且最大发射波长红移。其荧光性能与pH存在着强烈的依赖关系,具有明显的pH荧光"开-关"作用。同时,在乙腈溶液中,该结构对F-有较强的荧光选择响应,对Ac-响应稍弱,而对其它阴离子的选择响应较差。结合所观察到的实验现象,对实验结果进行了分析和讨论,并初步探讨了该化合物对H 、OH-、F-、Ac-的识别机理。     

Bile Acids-Selective Chemosensors Based on NBD-amine-Modified Cyclodextrins

A new type of fluorescent chemosensor, based on modified cyclodextrins bearing the fluorophore unit NBD-amine, was prepared. One of these new chemosensors, NC0γCD is very sensitive to bile acids, but is not sensitive to other guests (e.g. adamantane and borneol derivatives). The response of the new type of chemosensor to a guest was an increase in the fluorescence intensity and the sensitivity parameter (ΔI/I ₀ ) dose not correlate to the binding affinity of NC0γCD.     

香豆素类铝离子荧光化学传感器的合成及性能

为了方便快捷地检测铝离子,本文以7-羟基香豆素为原料合成了铝离子荧光化学传感器。 通过质谱、核磁共振谱、紫外可见分光光度计等技术手段研究了传感器的结构和性能。 结果表明,该传感器对铝离子有很好的选择性,其检出限为8.5×10^-8 mol/L,其识别过程具有可逆性,同时,Job's plot曲线表明二者形成配位比为1:1的稳定配合物。 该研究对生物体及环境领域中铝离子的实时监测具有潜在的应用价值。     

New Fluorescent Chemosensors for Cationic Guests: 1,8-Bis(azacrown)anthracenes

New macrocyclic ditopic anthracenyl receptors display largechelation-enhanced fluorescence (CHEF) effects upon the addition of linear dications⁺NH₃(CH₂)_nNH₃ ⁺. The amplitude of the effect, which is dependent on the chain length,was at a maximum for propylenediammonium cation. This 1,8-bisazacrown anthracene displaysdifferent binding affinities toward metal ions compared to those of 9-azacrown anthracene.     

含芘荧光化学敏感器化合物同小牛胸腺DNA分子间的相互作用

研究了含芘荧光化学敏感器分子被ctDNA猝灭的荧光光谱.ctDNA分子对该化学敏感器中芘的激发单体,激基缔合物都有猝灭作用.对激发单体的猝灭速度顺序为;化合物(2)>化合物(1)>芘丁酸>化合物(3);对激基缔合物的猝灭速度顺序为;化合物(2)化合物(3).由得到的荧光猝灭数据,可按公式(2)求得荧光化学敏感器分子与ctDNA分子相互作用的稳定常数.发现化合物(2)与ctDNA分子间有着最强的相互作用能力.按ctDNA和含芘荧光化学敏感器的分子结构、构型以及分子内原子-原子的间距等提出了ctDNA分子与该荧光化学敏感器的作用模型,并对上述结果进行了初步解释.     

新型荧光化学敏感器的合成及性质研究

分子识别是超分子化学的一个重要方面.它是分子传递和酶催化的基础.以分子识别为基础,设计和合成了有光谱响应的荧光化学敏感器和离子显色试剂,在生物化学、临床医学、环境科学等与人类生命科学密切相关的领域中有着很强的应用背景.本论文系统总结了环糊精对有机分子的包结特征和包结作用对客体分子光物理性质的影响,以及用荧光发色团化学修饰的环糊精分子在识别研究中的发展状况.考虑到当前分子识别研究中的另一问题,即发展对阴离子物种有选择性响应的荧光化学敏感器和显色试剂,本论文还总结了目前在设计和合成阴离子接受体方面的发展状况和特点.本论文工作正是从以下两个方面进行了研究.     

A Coumarin-Derived Fluorescence Chemosensors Selective for Copper(II)

Abstract

Two different coumarin derivatives have been connected via animine linkage to obtain a new fluorescence signaling system. The coumarin derivative (L) containing a C-N group was designed as an example for illustration. The free ligand L is almost nonfluorescent due to the isomerization of C-N double bond in the excited state. However, in the presence of a Cu(II) ion, this isomerization is stopped because of bonding to the metal ion, resulting in a high-intensity (400-fold) emission. In this way, we designed a new compound for copper-selective and ratiometric chemosensors.