A logic gate-based fluorogenic probe for Hg detection and its applications in cellular imaging

A new colorimetric and fluorogenic probe (RN₃) based on rhodamine-B has been successfully designed and synthesized. It displays a selective response to Hg²⁺ in the aqueous buffer solution over the other competing metals. Upon addition of Hg²⁺, the solution of RN₃ exhibits a ‘naked eye’ observable color change from colorless to red and an intensive fluorescence with about 105-fold enhancement. The changes in the color and fluorescence are ascribed to the ring-opening of spirolactam in rhodamine fluorophore, which is induced by a binding of the constructed receptor to Hg²⁺ with the association and dissociation constants of 0.22 × 10⁵ M⁻¹ and 25.2 μM, respectively. The Job's plot experiment determines a 1:1 binding stoichiometry between RN₃ and Hg²⁺. The resultant “turn-on” fluorescence in buffer solution, allows the application of a method to determine Hg²⁺ levels in the range of 4.0–15.0 μM, with the limit of detection (LOD) calculated at 60.7 nM (3σ/slope). In addition, the fluorescence ‘turn-off’ and color ‘fading-out’ happen to the mixture of RN₃-Hg²⁺ by further addition of I⁻ or S²⁻. The reversible switching cycles of fluorescence intensity upon alternate additions of Hg²⁺ and S²⁻ demonstrate that RN₃ can perform as an INHIBIT logic gate. Furthermore, the potential of RN₃ as a fluorescent probe has been demonstrated for cellular imaging.     

芳香性取代基对2-(2-羟基苯基)苯并咪唑激发态质子转移和光谱性质影响的理论研究

运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD DFT)理论方法研究了在2-(2-羟基苯基)苯并咪唑(HBI)苯环羟基的对位分别被呋喃基、吡咯基等五种芳香性取代基后的衍生物(HBI-R)分子内质子转移过程,考察了取代基的电子离域效应对分子结构、分子内氢键和质子转移的影响,模拟计算了各分子的IR振动光谱和电子光谱。研究发现,基态的HBI与HBI-R分子内氢键O—H…N比O…H—N强度大,因氢键中的O—H增长和H—N的缩短,激发态氢键O—H…N弱于O…H—N强度,基态和激发态的稳定构型分别为醇式和酮式结构,取代基总体上使酮式构型相对稳定性有所增加,但呋喃基、吡咯基和噻吩基却略降低了激发态酮式构型相对稳定性。取代基降低了HBI基态和激发态分子内质子转移反应的能垒,但影响不大。电子吸收光谱的最大吸收峰和荧光光谱的最大发射峰主要源于前线分子轨道HOMO与LUMO之间的电子跃迁,芳环取代基增强了电子离域效应,使光谱的吸收峰和发射峰波长均有较大的红移。     

EVOH树脂薄膜制备及其保温性能的红外光谱研究

采用平挤上吹成膜工艺制备了EVOH,PE,EVA薄膜,并利用红外光谱仪、透光率/雾度测定仪等分别研究了以EVOH,PE,EVA树脂为基材生产的薄膜的透光率、雾度、红外阻隔率和温室增温、保温性能的关系.结果表明在光学性能上,EVOH树脂薄膜比常用的PE和EVA农膜的雾度分别下降10%和5%左右;从红外透射率来看,EVOH...     

由咪唑-4，5-二羧酸和1，4-双(咪唑基-1-甲基)-苯配体构筑的一个三维镉(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性质

以2∶2∶1物质的量比的CdCl2、H3IDC(咪唑-4,5-二羧酸)和bix(1,4-双(咪唑基-1-甲基)-苯)为原料,在水热条件下得到了1个新的三维层-柱状框架结构的配位聚合物[Cd(HIDC)(bix)0.5]n(1),并通过元素分析、红外光谱、热重分析以及单晶X-射线结构分析对其组成和结构进行了表征。单晶X-射线结构分析表明,1的晶体属于单斜晶系,P21/n空间群,a=1.15530(17)nm,b=1.05268(16)nm,c=1.198 71(18)nm,β=110.245(2)°,V=1.367 8(4)nm3,Z=4,Dc=1.873 g.cm-3,F(000)=756,对于2 000个可观测点(I>2σ(I)),最终残差因子R1=0.0336,wR2=0.0911。在1的晶体结构中,每个镉(Ⅱ)离子的配位数为6,处于扭曲的八面体配位环境中,每个HIDC2-分别桥联3个镉(Ⅱ)离子形成一种"砖墙"状的二维层结构,相邻的二维层之间通过bix的2个氮原子进一步连接形成三维层-柱状框架结构。化合物1的固体室温荧光测试结果表明,在波长为392 nm的光激发下于465 nm处出现强烈的荧光发射。     

Novel phenyl-iminodiacetic acid grafted multiwalled carbon nanotubes for solid phase extraction of iron, copper and lead ions from aqueous medium

We have covalently grafted phenyl-iminodiacetic acid groups onto multi-walled carbon nanotubes via a diazotation reaction. The resulting material was characterized by FT-IR and UV–vis spectroscopy, by TGA, XPS and SEM. It is shown to be a valuable solid-phase extraction adsorbent for the preconcentration of trace quantities of Fe(III), Cu(II) and Pb(II) ion from aqueous solution prior to their determination by ICP-OES. Various factors affectting the separation and preconcentration were investigated. The enrichment factor typically is 100. Under optimized experimental conditions, the maximum adsorption capacities for Fe(III), Cu(II) and Pb (II) are 64.5, 30.5 and 17.0?mg?g-1, respectively, the detection limits are 0.26, 0.15 and 0.18?ng?mL-1, and the relative standard deviations are <2.5% (n?=?6). The new adsorbent shows superior reusability and stability. The procedure was successfully applied to the determination of trace quantities of Fe(III), Cu(II) and Pb (II) in water samples.

镍离子对DNA结构和导电性的影响

在碱性环境下,向DNA溶液中加入较低浓度的镍离子制备了金属DNA （M-DNA）,并分别对单根DNA和M-DNA的导电性进行了测量.结果表明,二者均表现出半导体性质;随镍离子浓度的增加导电性明显增强,伏特间隙减小;当镍离子浓度超过0.1 mmol/L时,DNA的电导几乎不随镍离子浓度变化.在中性环境下向DNA溶液中加入较高浓度的镍离子,实现了DNA从右手到左手螺旋结构的转变.利用STM观察到了左手螺旋结构的Z-DNA,Z构象可以分辨出大沟与小沟,并且螺旋结构不均匀,伴有局部的解旋和无序化;单根Z-DNA的导电性明显减弱.DNA,M-DNA,Z-DNA的电导大小关系为G_M-DNA>G_DNA>G_Z-DNA.通过紫外吸收和Raman光谱测量发现,使DNA发生右手到左手螺旋结构转变的镍离子浓度约为1.7 mol/L. 关键词： 镍离子 M-DNA Z-DNA 导电性     

氯磺酚偶氮罗丹宁分光光度法测定天然水中痕量铜(Ⅱ)

在pH5.56的醋酸盐缓冲溶液中,Cu(Ⅱ)和氯磺酚偶氮罗丹宁(SCPA)生成二元配合物Cu(SCPA)2,利用光谱修正技术表征配合物的分子结构。选择吸收光谱峰谷波长530nm和418nm为工作波长,测定显色溶液及空白溶液的吸光度A530nm,A418nm及A5030nm,A4018nm。计算光吸收比差值(ΔAr)。当Cu(Ⅱ)浓度在0.200μg/mL以内与ΔAr值之间呈线性关系,方法检出限为2ng/mL,有利于直接监测天然水。本实验已测定了黄浦江、长江、太湖水样中的痕量Cu(Ⅱ),结果与电感耦合等离子体-发射光谱法的测定结果相符,方法回收率在97.0%—103.5%之间。     

锂离子电池Sn-Al薄膜电极的制备及电化学性能研究

采用磁控溅射沉积技术制备了纳米级Sn-Al合金薄膜电极材料,并用X射线衍射和扫描电子显微镜进行表征,用高精度电池测试系统进行充放电和循环伏安测试.结果表明直流DC与射频RF两种不同的溅射方法制备的Sn-Al薄膜电极具有很大的性能差异,前者DC法制备的材料颗粒细小,表现出稳定的循环性能,其首次放电容量为1060 mAh/g,首次效率为71.7％,电极经过50次循环后比容量保持在700 mAh/g以上.后者RF法制备的材料颗粒较大,放电比容量开始上升,第五次循环后接着逐渐衰减,表现出较差的循环性能. 关键词： 锂离子电池 磁控溅射 Sn-Al合金 电化学性能     

Li-Sn合金负极材料的嵌脱锂机理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算了Li-Sn各种合金相的物理性质和电化学性质,计算发现Li₅Sn₂相对膨胀率小、对可逆容量贡献大,是理想的合金电极相.同时采用直流和射频磁控溅射方法制备了纳米Sn薄膜电极,并将测得的电化学特性与计算得到的性能进行了比较,发现理论计算的嵌锂电位与实验测得的嵌锂电位具有较好的一致性. 关键词： 锂离子电池 Li-Sn合金 体积膨胀率 第一性原理     

并五苯分子在Ag(110)表面成膜过程中的结构研究

采用低能电子衍射原位研究了并五苯分子（C₂₂H₁₄）在Ag(110)单晶表面的生长，观察了在初期沉积过程及随后基底变温过程中分子层结构的形成和变化.室温下并五苯分子在Ag(110)基底表面具有高的迁移性，从开始无序的亚单层膜结构逐渐形成有序的单层膜结构．实验和理论分析表明：并五苯分子平铺在Ag(110)表面，形成了与基底构成有关的有序结构，存在沿基底晶向成镜面对称的两种畴界取向，在基底温度从室温升高到接近并五苯升华温度的过程中，基底上的有序分子层结构保持稳定不变 关键词： 并五苯 低能电子衍射图案 分子层结构 Ag(110)