NO分子及Hg2+、Cu2+离子光学分子传感器的设计研究初探

论文摘要

将分子识别转化为高灵敏、易检测的光学信号的光学分子传感器是“分子识别”研究在分析科学新的发展需求下的一种应用形式。由于它在环境或生物微观系统的组织和结构探索方面的重要应用及其独特的优点,已成为目前国际前沿性研究的热点之一。而基于不可逆特异性化学反应的光学分子传感器,因其识别传感的专一性和较好的灵敏度而备受关注。本文在前人研究的基础上根据一些特异性化学反应成功地设计了一系列光学分子传感器。本论文共分六章,分别包括以下内容:第一章绪论。首先简要介绍了光学分子传感器的基本概念、研究现状和发展趋势;其次重点介绍了一氧化氮以及汞离子、铜离子的光学分子传感器研究进展;最后,在对文献分析总结和本实验室工作的基础上,提出了本论文的研究设想。第二章,研究了一种基于罗丹明B内酰胺螺环开环机制的新颖的一氧化氮比色/荧光分子传感器。根据一氧化氮与邻苯二胺反应生成苯并三唑这一特异性化学反应,设计合成了一系列罗丹明B螺环内酰胺类化合物并研究了它们对一氧化氮的识别和传感性能。传感分子罗丹明B内酰邻苯二胺由于其与一氧化氮反应的专一性而对一氧化氮的识别呈现很好的选择性和高的灵敏度。第三章,基于该罗丹明B螺环内酰胺化合物,研究了其对亚硝酸根的检测性能。由于亚硝酸根与邻苯二胺类衍生物在酸性条件下也能发生与一氧化氮类似的特异性化学反应,因此该传感分子也实现了对亚硝酸根离子高选择性、高灵敏度的比色和荧光传感。第四章,设计、合成了基于荧光共振能量转移的汞离子比率荧光分子传感器。该传感分子可以实现对汞离子由黄色到红色的比色传感和荧光比率法增强传感,而且该传感过程不受Fe3+, Co2+, Ni2+, Cr3+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Ca2+, Mg2+, Ba2+Mn2+.等金属离子的干扰。同时,在1.0 - 10.0×10-6 mol/L浓度范围内呈现良好的线性,检测限可达5×10-8 mol/L。第五章,基于金属离子对化合物的催化水解作用分别设计、合成了两种丹磺酰肼类衍生物,考察了丹磺酰肼和合成衍生物对汞离子和铜离子的传感性能。由于金属离子对化合物的催化水解作用的特异性,丹磺酰肼和设计合成的硫脲类衍生物分别对汞离子和铜离子呈现良好的选择性和较好的灵敏度。第六章对研究工作中其它体系的探索做了一个总结和归纳,以期有益于该领域的后继工作者的研究工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第一节 光学分子传感器简介
• 1.1.1 光学分子传感器的概述
• 1.1.2 光学分子传感器设计的基本原理
• 第二节 一氧化氮荧光分子传感的研究进展
• 1.2.1 引言
• 1.2.2 NO分子传感器的研究现状
• 2+、Cu²⁺光学分子传感器的研究进展'>第三节 Hg²⁺、Cu²⁺光学分子传感器的研究进展
• 1.3.1 引言
• 2+、Cu²⁺光学分子传感'>1.3.2 基于金属－配体络合作用的Hg²⁺、Cu²⁺光学分子传感
• 2+、Cu²⁺光学分子传感'>1.3.3 基于不可逆特异性反应的Hg²⁺、Cu²⁺光学分子传感
• 第四节 论文设想和目标
• 参考文献
• 第二章 罗丹明B内酰邻苯二胺化合物对NO的识别与传感
• 第一节 传感分子设计的基本思路
• 第二节 传感分子的合成与表征
• 2.2.1 仪器
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 传感分子的合成与表征
• 2.2.4 一氧化氮载体 NOC13 的制备及其标准溶液的配制
• 第三节 实验结果与讨论
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.2.1 光谱特征
• 2.3.2.2 实验条件的优化
• 2.3.2.3 选择性
• 2.3.2.4 工作曲线
• 2.3.3 机理探讨
• 2.3.4 系列对照物实验
• 2.3.4.1 系列对照物的合成与表征
• 2.3.4.2 系列对照物对 NO 响应试验
• 2.3.5 结论
• 本章小结
• 参考文献
• 2^-的检测'>第三章 罗丹明B内酰邻苯二胺化合物对NO₂^-的检测
• 第一节 引言
• 第二节 实验结果与讨论
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.2.1 光谱特征
• 3.2.2.2 实验条件的优化
• 3.2.2.3 选择性
• 3.2.2.4 共存离子的作用
• 3.2.2.5 工作曲线
• 3.2.3 结论
• 本章小结
• 参考文献
• 第四章 基于共振能量转移的汞离子比率荧光识别与传感
• 第一节 传感分子设计的基本思路
• 第二节 传感分子的合成与表征
• 4.2.1 仪器
• 4.2.2 试剂
• 4.2.3 传感分子的合成与表征
• 第三节 实验结果与讨论
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.3.2.1 光谱特征
• 4.3.2.2 实验条件的优化
• 4.3.2.3 选择性
• 4.3.2.4 共存离子的作用
• 4.3.2.5 工作曲线
• 4.3.3 机理探讨
• 4.3.4 结论
• 本章小结
• 参考文献
• 2+、Cu²⁺荧光识别与传感'>第五章 基于催化水解机制的Hg²⁺、Cu²⁺荧光识别与传感
• 第一节 传感分子设计的基本思路
• 第二节 传感分子的合成与表征
• 5.2.1 仪器
• 5.2.2 试剂
• 5.2.3 传感分子的合成与表征
• 第三节 丹磺酰肼对汞离子的识别和传感
• 5.3.1 实验方法
• 5.3.2 结果与讨论
• 5.3.2.1 光谱特征
• 5.3.2.2 实验条件的优化
• 5.3.2.3 选择性
• 5.3.2.4 共存离子的作用
• 5.3.2.5 工作曲线
• 5.3.3 机理探讨
• 5.3.4 结论
• 第四节 基于丹磺酰肼硫脲衍生物的铜离子荧光识别和传感
• 5.4.1 实验方法
• 5.4.2 结果与讨论
• 5.4.2.1 光谱特征
• 5.4.2.2 实验条件的优化
• 5.4.2.3 选择性
• 5.4.2.4 共存离子的作用
• 5.4.2.5 工作曲线
• 5.4.3 机理探讨
• 5.4.4 结论
• 本章小结
• 参考文献
• 第六章 其它体系的探索
• 一、基于罗丹明 B 内酰胺开环传感机制的其它金属离子传感体系的探索
• 二、香豆素类传感体系的探索
• 三、丹磺酰氯类光学分子传感器的探索
• 参考文献
• 硕士阶段发表或交流的论文
• 致谢