玻璃基片表面芘的柔性长臂单层组装及其传感特性

论文摘要

荧光传感器所具有的高灵敏度和高选择性使其在金属离子、阴离子和中性分子的选择性识别方面获得重要应用,得到人们的广泛关注。不过值得注意的是:均相荧光传感器的缺点也非常突出,不但无法反复使用,而且污染待测体系。将荧光传感器固定于基质表面,加工成传感薄膜则可克服上述缺点,实现荧光传感器的反复使用。除此之外,薄膜传感器还具有易于器件化等优点。 将荧光小分子在。固体基质表面单层有序组装为荧光传感薄膜的制备提供了一种简便实用的方法。不难想象,所选的荧光物种的荧光活性,载体基质的性质,连接臂的特性以及功能分子在基质表面的固定化密度等都是决定薄膜传感特性的重要因素。因此,通过优选功能分子,改变基质类型,调节连接臂的长度、柔性,以及控制功能分子的固定化密度等,就有望得到多种多样性能优良的新型传感薄膜材料。 基于以上思想,本实验室以芘和丹磺酰为荧光活性物种,通过改变基质和连接臂类型,得到了多种传感薄膜材料。将芘包埋于交联壳聚糖膜中,或简单地化学结合于壳聚糖表面或石英玻片表面,实现了对溶剂、水的综合品质及水中亚硝酸盐的检测。将丹磺酰经酰胺键共价结合于壳聚糖膜表面,得到了对乙醇/水二元体系组成有特异性响应的传感薄膜。将分子识别的概念引入传感薄膜的设计中,在传感元素附近引入其主体化合物,实现了对水体、甲醇或乙醇中硝基甲烷的选择性识别。将芘经柔性长臂连接在石英基质表面,利用连接臂上的亚胺基与羧羟基上的氢易于形成氢键的特点,可选择性检测水中的二元羧酸。将丹磺酰经柔性长臂单层组装于玻璃基质表面制备的功能薄膜,则对硝基苯表现出良好的猝灭选择性。 本论文工作在上述研究基础上,主要考察了芘经柔性长臂组装于玻璃基片表面所制备的传感薄膜中连接臂的长度及特性对功能薄膜传感性能的影响。 第一部分工作,考察了连接臂长度对二元羧酸传感性能的影响。就本实验室已报道的柔性连接臂内包含乙二胺、丙二胺结构单元的两种二元羧酸传感薄膜材料而言,二元羧酸加入后体系达到平衡所需要的时间均比较长,在对二者传感性能的对比实验研究过程中发现,连接臂的长度是影响二元羧酸传感器传感行为的重要因素之一。因此,本工作加长连接臂长度,将荧光物种芘经由3-缩水甘油丙醚基三甲氧基硅烷和1,4-二胺基丁烷（丁二胺）共价结合于玻璃基质表面,得到了

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 荧光传感新材料
• 1.1 荧光传感器概述
• 1.2 荧光传感微球材料
• 1.2.1 以二氧化硅为基质的传感微球材料
• 1.2.2 以聚合物为基质的传感微球材料
• 1.2.3 以金属纳米微球为基质的传感微球材料
• 1.3 荧光传感薄膜材料
• 1.3.1 以金为基质的荧光传感薄膜材料
• 1.3.2 以聚合物膜为基质的传感薄膜材料
• 1.3.3 以玻璃（石英）为基质的传感薄膜材料
• 第二章 荧光技术新探针
• 2.1 新一代荧光探针概述
• 2.2 中性3-羟基黄酮类荧光探针及其应用
• 2.3 离子型3-羟基黄酮类荧光探针及其应用
• 第三章 改性的二元羧酸传感器的制备及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂和仪器
• 3.2.2 芘磺酰基丁二胺的合成
• 3.2.3 玻璃基片的活化及硅烷化
• 3.2.4 芘在石英玻片表面的化学键合
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 玻璃基片表面的功能化
• 3.3.2 柔性长臂固定化芘的光物理行为研究
• 3.3.3 对二元羧酸的传感性能
• 3.4 结论
• 第四章 选择性识别有机铜盐的荧光传感薄膜的制备及其性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂和仪器
• 4.2.2 传感薄膜的制备过程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 传感薄膜对有机铜盐的选择性识别
• 4.3.2 荧光传感薄膜对醋酸铜响应的可逆性
• 4.4 结论
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间研究成果