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阴离子型水溶性分子导线的合成及荧光传感的研究

作　者: 鲁瑞梅
导　师: 黄红梅
学　校: 湖南师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 分子导线荧光增强精氨酸离子液体
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

阴离子型分子导线作为一种新型的水溶性荧光共轭聚合物,具有两亲性和显著地传感响应信号放大效应,已成为一种新型的化学和生物传感材料,被成功用于DNA、蛋白质、酶、糖类以及金属离子等的检测。设计合成新型的两亲性的分子导线,以有效地提高检测的灵敏度和选择性,己成为目前研究的热点。本文设计合成了一类含磺酸根侧链的新型的阴离子型水溶性分子导线,并建立了基于分子导线荧光增强型的精氨酸的传感分析的新方法,此外我们还研究了离子液体对分子导线的光学性能的影响。主要研究工作归纳如下：(1)阴离子型水溶性分子导线的合成。通过Sonogashira偶合反应合成了两种新的带磺酸侧链的聚苯乙炔-吡啶类的阴离子型水溶性分子导线,通过核磁共振,红外光谱等对它们进行表征。(2)阴离子型水溶性分子导线用于精氨酸检测的研究。研究了带磺酸根侧链的分子导线P1为探针的荧光增强型的快速检测精氨酸的新方法。新合成的P1在主链上引入了间位取代的吡啶官能团,增加了主链的柔顺性。在水溶液中P1对精氨酸的检测具有高的灵敏度,检测下限达到10 nM,相对于其它氨基酸表现出优异的选择性。我们考察了包括聚合物浓度、pH值等各种条件对检测的影响,并讨论了可能作用的机理。该方法具有简单、快捷,不需要对精氨酸进行衍生化处理等优点。(3)离子液体对阴离子型水溶性分子导线荧光性能影响的研究。以分子导线为信号分子,详细讨论了在咪唑类离子液体和吡啶类离子液体的作用下分子导线光学和物理化学性能的改变。初步的研究结果表明低浓度下的咪唑类离子液体能使其荧光增强近1-8.5倍。我们讨论了不同烷基链长和阴阳离子的改变对分子导线荧光影响的情况,结果显示烷基链越长,分子导线的荧光增强越显著；具有相同阳离子、不同阴离子(如Cl-、BF4-)的离子液体在改变其荧光方面则没有太明显的区别；但是对于吡啶类的离子液体则只能猝灭分子导线的荧光。该研究结果表明离子液体能够有效地调控分子导线的光学性能,有望在传感领域得到应用。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
目录  8-11
第1章绪论  11-27
  1.1 引言  11
  1.2 水溶性分子导线的概述  11-12
  1.3 分子导线的种类和结构  12-14
  1.4 分子导线在荧光传感中的应用  14-26
    1.4.1 信号放大原理  14-15
    1.4.2 在荧光传感的应用  15-26
  1.5 本论文研究目的与主要研究内容  26-27
第2章阴离子型分子导线的合成及其光谱性质研究  27-39
  2.1 引言  27-28
  2.2 主要仪器和试剂  28-30
    2.2.1 主要仪器  28
    2.2.2 主要试剂  28-30
  2.3 实验部分  30-35
    2.3.1 催化剂和单体的制备  30-33
    2.3.2 分子导线的合成  33-35
  2.4 结果与讨论  35-38
    2.4.1 P1和P2的表征结果  35-36
    2.4.2 分子导线P1,P2的光学性质  36-38
  2.5 结论  38-39
第3章分子导线对精氨酸的检测研究  39-51
  3.1 引言  39-40
  3.2 主要仪器和试剂  40
    3.2.1 主要仪器  40
    3.2.2 主要试剂  40
  3.3 实验方法  40-42
    3.3.1 几种分子导线与氨基酸的荧光实验  40-41
    3.3.2 pH值影响的实验  41
    3.3.3 P1与精氨酸荧光各向异性的测定  41-42
  3.4 结果与讨论  42-50
    3.4.1 对精氨酸响应特性的研究  42-43
    3.4.2 几种分子导线对精氨酸响应特性的比较  43-44
    3.4.3 精氨酸对P1的荧光各向异性值的影响  44-46
    3.4.4 分子导线浓度对精氨酸增强其荧光效率的影响  46-47
    3.4.5 pH的影响  47
    3.4.6 其他影响  47-48
    3.4.7 选择性  48-50
  3.5 结论  50-51
第4章离子液体对分子导线荧光性能的影响  51-62
  4.1 引言  51-52
  4.2 主要仪器和试剂  52-53
    4.2.1 主要仪器  52
    4.2.2 主要试剂  52-53
  4.3 实验方法  53-54
    4.3.1 离子液体与PPESO_3,P1的荧光实验  53
    4.3.2 PPESO_3与离子液体荧光各向异性的测定  53
    4.3.3 PPESO_3与离子液体电导率的研究  53-54
  4.4 结果与讨论  54-61
    4.4.1 离子液体对PPESO_3荧光性质的影响  54-56
    4.4.2 咪唑,吡啶对PPESO_3荧光性质的影响  56
    4.4.3 Cu~(2+)猝灭PPESO_3与离子液体体系荧光性质的实验  56-57
    4.4.4 离子液体对P1荧光性质的影响  57-58
    4.4.5 荧光各向异性的研究  58-59
    4.4.6 电导率的研究  59-61
  4.5 结论  61-62
参考文献  62-74
攻读学位期间发表的学术论文及专利  74-75
致谢  75-76

阴离子型水溶性分子导线的合成及荧光传感的研究

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