荧光共轭聚合物的设计、合成及其在环境监测中的应用基础研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文荧光共轭聚合物的设计、合成及其在环境监测中的应用基础研究论文作者：201321504016学生类别：全日制学术型硕士学科门类：理学学科专业：高分子化学与物理指导教师：黎钢职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeDesignandSynthesisofFluorescentConjugatedPolymerForEnvironmentalMonitoringByYanW

2、enminSupervisor:Prof.LiGangMarch2016摘要环境质量对人类健康安全至关重要，仅在美国，每年因食源性疾病死亡的人数达5000，其中70％是由致病菌引起的，因此及时检测致病菌是极其必要的。本论文利用共轭聚合物的信号放大特性在细菌的检测方面做了一系列工作，并且实现了对细胞的成像。1．设计了新型水溶性阴离子共轭聚噻吩与阳离子卟啉静电复合物体系，二者能够发生从聚噻吩到卟啉高效的荧光共振能量转移。加入大肠杆菌之后，由于表面带负电荷的细菌与带正电的卟啉结合，使共轭聚噻吩和卟啉的距离变远从而使得聚噻吩到卟啉

3、的能量转移变弱，从而实现对细菌的检测。令人兴奋的是，该体系在自来水体系也能够成功的检测细菌，对现实应用具有重大意义。2．设计合成了新型阳离子水溶性共轭聚对苯撑乙烯，利用该聚合物在不同离子强度的PBS缓冲溶液中实现了对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的区分。细菌通过静电相互作用和疏水相互作用与聚对苯撑乙烯相结合，由于革兰氏阳性细菌以及革兰氏阴性细菌细胞壁结构和成分的差别，使得两种细菌在不同的离子强度下与聚合物结合强度有所不同，从而发出不同强度的荧光，通过荧光显微镜得以观察。3．成功复苏培养了乳腺上皮细胞以及乳腺癌细胞，细胞的表

4、面带有负电荷，合成的阳离子水溶性聚对苯撑乙烯通过静电相互作用以及疏水相互作用与细胞结合，实现了对细胞的成像。关键字：聚噻吩聚对苯撑乙烯细菌检测细胞成像IABSTRACTThequalityofenvironmentisbasicforprotectinghumanhealthfromdiseases.Thenumberofdeathsamountsto5000everyyearjustinAmericanand70%ofwhichareattributedtoPathogenicbacteria.Sobacteriadet

5、ectionisofvitalimportance.Inthisassay,wedetectbacteriasuccessfullyandrealizecellimagingbyuseofconjugatedpolymers.1.Wedesignacomplexofpolythiopheneandprophyin,Ithappensefficientfluoresce-nceresonanceenergytransfer(FRET)frompolythiophenetoprophyin.Upontheadditionofb

6、acteria,thecationicTMPisadsorbedtightlytothenegativelychargedmembranesurfaceofbacteriathroughelectrostaticinteractions,makingprophyinresideinmuchfartherproximitytopolythiophene.Therefore,muchweakerFRETisobserved,whichmakesbacteriadectioncometrue.Interestingly,them

7、ethodcanbeusedtodetectbacteriaintap-water,whichisofmoreimportantsignificance.2.Anewcationicpoly(phenylenevinylene)derivative(PPV)issynthesizedanditisusedtodistinguishdifferentbacteria.Duetothenegativelychargedsurfaceofbacteria,itbindstocationiccojugatedPPVeasilyby

8、electrostaticinterationandhydrophobicinteract-ion.Thebindinteractionisaffectedbyionstregth.Owingtothedifferentstructureandcomponentofcellwallbetweengram