基于氮杂芳环的小分子及共轭聚合物荧光化学传感器.pdf

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1、中国科学技术大学博士学位论又基于氮杂芳环的小分子及共轭聚合物荧光化学传感器作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：鲍寅寅高分子化学与物理白如科教授二O一二年五月三日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor，SdegreeSmallmoleculeandconjugatedpolymerfluorescentchemosensorsbasedonaromaticN--heterocycleAuthor’SName：BaoYinyinSpeciality：PolymerCh

2、emistryandPhysicsSupervisor：Prof．RukeBaiFinishedtime：May3t11，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：刍罐中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或

3、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存：汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。f曰公开口保密(——年)作者签名：鱼垄垒签字日期：芝!三：!：至摘要近年来，荧光化学传感器由于具有高灵敏度、高选择性、简便易行以及实时检测等优点而备受关注，已有大量利用荧光化学传感器检测金属离子、阴离子及氨基酸等多种分析物的文献报道。2．甲基．8．羟基喹啉在分子内存在着激发态质子转移过程，在有机溶剂或水溶液中都具有很弱的荧光，

4、是构建用于检测过渡金属离子的络合增强荧光型传感器的重要组成单元。2,2’．联咪唑具有很强的金属配位能力和多种多样的配位方式，却从未被引入氮杂芳环类荧光化学传感器。在本论文中，我们通过合理的结构设计，发展了三种新型2．甲基．8．羟基喹啉类荧光化学传感器，为选择性检测F-、Cd2+及Zn2+离子提供了新的思路。我们还将2，2．联咪唑引入共轭聚合物中，构建了用于检测包括金属离子、阴离子及氨基酸等多种分析物的新型传感平台。本论文的主要内容及研究成果分为以下五个部分：1．设计、合成了一种基于2．甲基．8．羟基喹啉结构的两极共轭配体-N一己基。3，6．二(8．羟

5、基．2．甲基喹啉)咔唑，并将其用于检测Cd2+离子的荧光化学传感器。这种配体分子对于Cd2+离子表现出极高的检测选择性，在其他离子的存在下，仍具有良好的识别能力。同时，它对Cd2+离子也具有很高的检测灵敏度，其最低检测限可达20nM，而且没有时间依赖性。这种传感分子可以在较宽的pH范围下使用，这十分有利于其应用于生理环境及偏碱性环境中。特别值得指出的是，Zn2+离子通常会干扰Cd2+离子的测定，但这种传感分子由于与Cd2+和zrl2+离子配位模式的不同，可从荧光强度与发光波长两方面进行区分，并且可裸眼观测。2．设计、合成了一种基于2．甲基．8．羟基喹

6、啉结构的有机硅化合物——5，7．二溴。8．叔丁基二甲基硅氧基一2．甲基喹啉，并将其作为传感分子用于F-离子的可视化比色及比率荧光检测。在F‘离子的作用下，这种传感分子的溶液会发生从无色向黄绿色的转变，而荧光则从中等强度的蓝色荧光转变为强黄绿色荧光。因此，不仅可从光谱变化上，也可从颜色变化上实现对于F。离子的检测。这种传感分子对于F-离子的检测没有任何时间依赖性，因此，它提供了一种在有机溶剂和水溶液中快速检测F-离子的便捷手段。该传感分子对于F．离子具有很高的检测灵敏度(低于1．0uM)和选择性，基本不受其他阴离子的干扰。这是首次将激发态质子转移和F’

7、离子脱硅化反应相结合的机理用于F一离子化学传感器，为传感器分子的设计提供了新思路。3．设计、合成了基于2．甲基．8．羟基喹啉结构的荧光化学传感分子——5．(4．苯甲醛基)．8．叔丁基二甲基硅氧基。2．甲基喹啉，发展了一种高选择性和高灵敏度的检测F-离子和Zn2+离子的新方法。这种方法将F．离子诱导脱硅化反应与Zn2+摘要离子络合增强荧光两种机理巧妙地结合，实现了双输出模式的荧光检测。这种传感分子对于F。离子表现出了与其他阴离子不同的荧光淬灭效应，其脱硅化产物则在zn2+离子存在下显示出独特的比率荧光变化，最低检测限达到了纳摩尔浓度级别。F’离子和zn

8、：+离子所导致的荧光变化均可在紫外光照下，通过裸眼清晰的观察到，而且体系的荧光传感性能可以通过改变溶剂来进行