一种花菁染料-表面活性剂水溶液体系的电子吸收光谱和荧光光谱的研究

本文报道了N,N'-二甲基硫代花菁染料与十二烷基硫酸钠水溶液体系的电子吸收光谱和荧光光谱, 应用Kasha的分子激光理论讨论了光谱特征与染料聚集状态的联系, 给出了这一体系中分子聚集状态变化的清晰     

有机染料聚集在光化学传感中的应用

有机染料在可见-近红外光区具有较高的摩尔消光系数和良好的荧光发光性能,因而常被用于光谱化学传感中。通常有机染料分子含有较大的π体系,在溶液中易于通过分子间弱相互作用(氢键、卤键、亲疏水作用、π-π堆积作用、范德华力等)聚集形成具有特定结构的组装体,聚集过程往往伴有明显的颜色或光谱变化。若向染料分子中引入特定的官能团,与分析物结合诱导染料聚集/解聚产生明显的光谱变化,可用于对分析物的识别。聚集体可同时提供多个结合位点,并具有组装单元之间可调控的空间取向、较高的传感结合基团局部浓度。因此基于聚集过程的光化学传感表现出优越的传感灵敏度和选择性。本文结合本课题组近年来的研究工作综述了有机染料聚集在光化学传感中的应用,分别从诱导聚集、诱导解聚以及聚集重组三个方面展开讨论,并展望了此类荧光传感体系未来的研究与发展方向。     

番红花红T与表面活性剂的作用及其在标记DNA中的应用

对阳离子染料番红花红Ｔ（ＳＴ）在阴离子表面活性剂存在时的溶液状态的吸收光谱和荧光光谱进行了研究。结果表明，低浓度阴离子表面活性剂与ＳＴ形成缔合物，导致ＳＴ的吸收与荧光强度降低；增大表面活性剂的浓度，其分子胶束前预聚集促使染料形成非荧光二聚体，导致荧光急剧猝灭，吸收光谱出现新的特征吸收峰；当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度（ＣＭＣ）时，染料二聚体离解，ＳＴ单体增溶于胶团中形成新的高量子产率荧光体。本文     

阴离子表面活性剂存在下吖啶橙—罗丹明B混合体系能量转移研究

本文以吖啶橙和罗丹明Ｂ作为能量转移中的给予体和接受体，分别探讨了不同阴离子表面活性剂对染料问能量转移影响。从染料分子所处微环境变化的角度阐明了分子聚集状态的变化是影响能量转移效率的重要因素。     

N-杂环卡宾-吡啶基钌光敏染料的电子结构和光谱性质的理论研究

以N749染料为母体,保留三联吡啶配体(tcterpy)作为辅助配体,利用两齿的N-杂环卡宾-吡啶配体(NHC-py)替代2个硫氰酸(NCS)配体设计了一系列同时含有三齿配体和两齿配体的染料分子1~4.利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法对染料分子1~4及母体分子N749的几何结构、电子结构和光谱性质进行了系统的理论研究.研究结果表明,该系列分子具有良好的光吸收性能,最低能吸收波长可达到800 nm,吸收跃迁为MLCT/LLCT混合跃迁.     

增感染料1556、798吸附在银电极上的表面增强拉曼光谱

本文利用表面增强拉曼光谱研究了增感染料1556、798在银电极上的吸附,通过比较染料的固体拉曼光谱和染料的表面增强光谱,我们发现两种染料在银电极表面的吸附行为不完全相同,吸附时染料分子的平面基本上与电极表面相垂直。     

TiO2胶体对菁染料荧光的影响

用紫外－可见光谱及荧光光谱了吸附在ＴｉＯ２胶体表面上的两种典型菁染料的光物理性质。吸收光谱表明染料基态分子存在着两种异构体;荧光实验表明ＴｉＯ２胶体对菁染料荧光发射强度增强作用。这是出于染料分子被ＴｉＯ２胶体吸附后,其分子内的扭转运动受阻。从而单重激发态染料分子内扭转运动无辐射跃迁量子效率减少所致。文中还讨论了染料结构对染料－ＴｉＯ２胶有附后,其分子内的扭转运动受阻,从而单重激发态染料分子内扭转运     

TiO_2胶体对菁染料荧光的影响

用紫外 -可见光谱及荧光光谱研究了吸附在TiO2 胶体表面上的两种典型菁染料的光物理性质。吸收光谱表明染料基态分子存在着两种异构体;荧光实验表明TiO2 胶体对菁染料荧光发射强度有增强作用。这是由于染料分子被TiO2 胶体吸附后 ,其分子内的扭转运动受阻 ,从而单重激发态染料分子内扭转运动无辐射跃迁量子效率减少所致。文中还讨论了染料结构对染料 -TiO2 体系荧光发射的影响。     

苝醌／富勒烯C60超分子与电子给体的电子转移作用

利用紫外-可见吸收光谱、瞬态吸收光谱及x射线衍射等方法研究了苝醌染料竹红菌素镁离子配合物(Mg2+-HA)与富勒烯C60的相互作用.结果表明,Mg2+-HA与C60在溶液和固体状态下都能够形成稳定的超分子.Mg2+-HA 存在条件下,C60 能够溶于多种极性溶剂,在二甲基亚砜(DMSO)中的溶解度能够达到1×10-4mol·L-1.作为超分子体系中的光捕获分子,Mg2+-HA 能显著地提高C60 与N,N.二甲基苯胺(DMA)的光诱导电子转移反应效率,生成的C60 负离子自由基的电子自旋共振光谱(ESR)信号强度比未加入Mg2+-HA 时增强了9倍左右.     

LDS751激发态电荷转移和光致异构化的量子化学研究

利用密度泛函方法对激光染料分子LDS751的电子结构和激发态性质进行了一系列的量子化学计算, 在理论上对其激发态下可能的构型变化和动力学过程进行了预测. 从计算结果得出LDS751分子可能存在两个分别通过C—C桥键和端基C—N键旋转而实现的影响其光谱性质的光致异构化通道. 利用分子内官能团在激发过程中的电荷布居变化定量地分析了分子内电荷转移过程. 所得结论可以预测不同时间尺度下的光谱特征谱线和解释相关的光谱实验.     

酰肼衍生物的凝胶化行为

N,N-(5-烷氧基-1,3-苯二甲酰)-N',N'-二(4-甲基苯甲酰)二肼系列化合物(An)能在苯、甲苯、硝基苯及氯仿等有机溶液中形成有机凝胶. X射线衍射实验及扫描电子显微镜观察的结果显示, 在凝胶状态下, An分子聚集成层状有序排列, 并进一步堆积形成纤维网络结构. 红外光谱及核磁氢谱研究证实了分子间氢键码酰肼衍生物形成凝胶的驱动力. 另外, 侧链上烷基链的长度对凝胶的能力及凝胶的稳定性影响较大, 而对于凝胶的形貌及分子聚集的结构影响不大.     

二氢吲哚类染料用于染料敏化太阳能电池光敏剂的比较

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对四种二氢吲哚染料进行研究, 从中筛选出相对优秀的染料敏化太阳能电池光敏剂. 对前线分子轨道的计算表明, 二氢吲哚染料的前线分子轨道结构非常有利于染料激发态向TiO2电极的电子注入. 对真空中的紫外和可见光吸收光谱的计算表明, 二氢吲哚染料的吸收光谱与太阳辐射光谱匹配较好. 对染料分子的能级计算表明, 二氢吲哚染料的能级结构比较适合于I-/I-3作电解液的TiO2纳米晶太阳能电池的光敏剂. 二氢吲哚染料最低未占据分子轨道(LUMO) 能级均比TiO2晶体导带边能级高, 能够保证激发态染料分子高效地向TiO2电极转移电子. 二氢吲哚染料最高占据分子轨道(HOMO)的能级比I-/I-3能级低, 保证了失去电子的染料分子能够顺利地从电解液中得到电子. 与实验数据比较, 得出在提高染料敏化太阳能电池转换效率方面, 对染料的关键要求是LUMO能级的位置. 染料分子的稳定性是染料敏化太阳能电池使用寿命的关键因素. 通过对化学键键长的比较表明, 二氢吲哚染料的分子稳定性基本相同. 对计算结果的分析表明, 二氢吲哚染料1(ID1)的LUMO能级最高, 分子稳定性最好, 在酒精溶液中的吸收光谱与太阳辐射光谱匹配很好, 在同类染料中是较好的染料敏化太阳能电池光敏剂.     

喹喔啉酮类JNK3抗肿瘤抑制剂的绿色合成——推荐一个综合化学实验

介绍了一个荧光光谱方面新的实验项目:以苝和六苯基噻咯作为发光物质的特征分子,通过测定其不同聚集状态下的荧光光谱,观察聚集荧光淬灭ACQ(aggregation-causedquenching)和聚集诱导发光AIE(aggregationinduced emission)两种不同的发光现象;利用晶体学数据库CCDC (Cambridge Crystallographic Data Centre)检索特征分子的晶体结构,从分子晶体结构层面分析AIE和ACQ发光现象产生的原因,在此基础上探讨不同发光机制和分子状态的关系。论文详细描述了实验的设计思想、实验内容和实验结论,并结合教学过程,分析了该实验在开阔学生视野、提高认知水平及培养科研素养等方面所取得的教学效果。     

水溶性菁染料与类脂物混合单分子膜中J-聚集体形成的研究

报道了具有相同发色团,并有不同电荷的二种菁染料单分子膜中J-聚集体的形成。测定了单分子膜的π/A,△V/A曲线,反射光谱及吸收光谱。从实验结果得出:带正电荷的染料与花生酸混合形成单分子膜后,膜中染料的二聚体与J-聚集体随着表面压力改变存在着一个平衡。而带负电荷的染料与二十烷基胺成膜后,即使在很低的表面压下也有J-聚集体形成。同时染料分子在水面上的取向是各向异性。     

以谷氨酸二乙酯为头基的Bola型两亲分子在气液界面的组装:手性相互作用与膜结构

研究了双头基两亲分子(Bolaamphiphile)N,N′-1,14-十四烷二酸酰-L-谷氨酸二乙酯(L-HDGE)和它的对映异构体D-HDGE在气液界面的组装;考察了HDGE分子的界面组装结构以及头部基团的手性,膜压和离子液体亚相对组装结构的影响.采用原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对组装体的微观结构和组装机理进行了研究.结果表明,HDGE(L-HDGE或D-HDGE)在水亚相上可以组装得到平行排列,宽为50-120nm,高为1-5nm的纳米线.而将L-HDGE与D-HDGE混合组装时,只会得到疏松的薄膜结构.红外光谱表明HDGE分子的异手性相互作用强于同手性作用.在表面压继续上升时,纳米线可以发生一定聚集生成纳米带.亚相为一定浓度的离子液体时,会促进分子的聚集,在膜压的共同影响下,纳米带可以卷曲形成螺旋结构,螺旋的方向取决于头基的分子手性.     

新型水溶性不对称五甲川菁染料的合成、光稳定性及蛋白质的荧光标记

合成并表征了系列水溶性五甲川菁染料, 研究了其在不同溶剂中的光谱性能. 结果表明, 染料在水中的最大吸收和荧光光谱在647~665 nm波长范围内, 荧光量子产率达到0.1左右. 考察了N位取代基对染料水溶液光稳定性的影响, 结果表明, 在N原子上引入带有苯环结构和大体积的磺酸基, 可以提高染料的光稳定性. 高效液相色谱(HPLC)分析结果表明, 染料4a的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活性酯标记牛血清白蛋白(BSA)的检测限为1.2×10^-8 mol/L, 与紫外检测相比, 检测灵敏度提高了近2个数量级.     

新型近红外试剂的合成及其现场二聚体与DNA作用的研究

合成了一种新型近红外阴离子染料,并对其水溶液及阳离子表面活性剂ＣＴＡＢ存在下的吸收荧光光谱进行了研究。结果表明,低浓度的ＣＴＡＢ与该近红外阴离子染料形成离子缔合物而使阴离子染料的荧光强度降低,当ＣＴＡＢ的浓度进一步加大时,其胶束前预聚集促使该染料形成非荧光二聚体,导致荧光急剧猝灭。     

染料敏化太阳能电池中具有不同电子给体的吩噻嗪类有机光敏染科的理论研究

采用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法计算了2个吩噻嗪类染料及其吸附到TiO2上后分子的基态和激发态光物理性质与热力学参数.结果表明,电子给体的改变虽未明显改变染料的光谱性质(垂直跃迁能和振子强度),但可以改变分子的前线轨道能级,进而影响染料分子的激子结合能Eb及激发态电子注入到半导体TiO2中的驱动力△Gint的大小...     

呫吨类染料的表面增强共振喇曼散射光谱

本文研究了呫吨类染料分子(R110, RB, SRB, R_6G, R101和SF)吸附于化学沉积银岛膜上的表面增强共振喇曼散射(SERRS)光谱。文中详细的介绍了获得SERRS的实验条件, 对谱线的归属作了指认, 并讨论了共振、表面增强、吸附状态和衬底制备条件等因素对SERRS的特征和对喇曼散射截面的增强的影响。结果表明, SERRS是研究强荧光染料分子以及它们与金属表面相互作用的一种新的有效手段。     

呫吨类染料的表面增强共振喇曼散射光谱

本文研究了呫吨类染料分子(R110,RB,SRB,R_6G,R101和SF)吸附于化学沉积银岛膜上的表面增强共振喇曼散射(SERRS)光谱。文中详细的介绍了获得SERRS的实验条件,对谱线的归属作了指认,并讨论了共振、表面增强、吸附状态和衬底制备条件等因素对SERRS的特征和对喇曼散射截面的增强的影响。结果表明,SERRS是研究强荧光染料分子以及它们与金属表面相互作用的一种新的有效手段。