基于分子导线聚合物的荧光化学传感技术的研究

论文摘要

发展对痕量物质具有高选择性、高灵敏的分析方法一直是分析工作者们追求的目标。应用光化学传感技术进行痕量物质的检测是目前研究的热点之一，而敏感试剂和测量的方法的探索是提高痕量物质分析选择性和灵敏度的关键因素。本文针对上述两个方面，提出用分子导线聚合物为敏感试剂并通过荧光恢复与荧光各向异性的量测发展了几种用于离子高选择性检测的新方法。 本论文的研究工作分为以下几个部分： （1） 应用多种手段研究了分子导线聚合物在离子诱导下的团聚作用，并建立了基于分子导线聚合物团聚作用通过荧光各向异性的量测高选择性测定Pd2+离子的分析方法 从荧光强度、荧光各向异性以及吸收图谱多个方面系统考察了Pd2+离子诱导下分子导线的团聚作用，研究了吡啶选择性识别功能团的位置与数量等结构的改变对Pd2+离子诱导下分子导线聚合物团聚作用的影响，探索了分子导线聚合物中识别性吡啶环组成比例及侧链取代基的长度改变情况下分子导线聚合物的团聚情况。提出了分子导线聚合物的团聚机理。结果表明聚合物PI在Pd2+离子的作用下，有明显的链间的团聚作用，对Pd2+离子的测定表现出高的选择性和灵敏度。其它重金属离子以及碱金属离子、碱土金属离子对Pd2+离子的测定基本没有干扰。基于这种团聚作用用于离子的检测具有较优的选择性，在此基础上，建立了荧光各向异性高选择性测定Pd2+离子的新方法。该方法为发展基于分子导线聚合物的高灵敏、高选择性的离子传感研究提供了新的研究思路。 （2） 基于分子导线聚合物的荧光恢复建立了用于氰根阴离子检测的竞争分析新方法 以具有信号放大作用的分子导线聚合物为敏感试剂，应用氰根离子与Pd2+离子发生竞争配位使分子导线聚合物与Pd2+离子形成的复合体系荧光恢复的原理，建立了基于分子导线聚合物用于阴离子传感的竞争分析新方法。具体探讨了测定氰根离子的最佳测定条件和作用机理，实现了氰根离子在较宽线性范围内的快速测定。其线性范围为2×10-4M—5×10-6M，检测下限为1×10-7M。该方法避免了阳离子或缺电子分子导线聚合物设计与合成中的困难，为分子导线聚合物在阴离子检测中的推广和应用提供了新的思路和方法。 （3） 基于分子导线聚合物的荧光各向异性用于氰根离子快速检测 首次将荧光各向异性用于阴离子的检测。利用含吡啶官能团的分子导线聚合物在Pd2+离子的诱导下发生聚合，使分子体积增大从而使体系的荧光各向异性值基于分子导线聚合物的荧光化学传感技术的研究升高;而在氰根离子存在的情况下，氰根离子与Pd2+离子配位，使聚合的分子导线聚合物又发生解聚，从而又使测量的荧光各向异性值降低的原理，发展了一种荧光各向异性用于氰根离子测定的新方法，应用正交分析实验对实验条件进行了优化，在优化条件下，测量氰根离子的检测范围为lxlo“6M一4x10一4M，检测下限为lx10““M。该方法用于氰根离子检测响应时间短，操作简单方便，可用于氰根离子的快速实时监测。关键词:分子导线聚合物，荧光各向异性，pdZ+离子，氰根离子夕

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 分子导线聚合物在化学生物传感方面的研究进展
• 1.1.1 分子导线聚合物的信号放大作用及特点
• 1.1.2 分子导线聚合物在化学和生物传感方面的应用
• 1.2 荧光各向异性（荧光偏振）研究方法概述
• 1.2.1 荧光各向异性（荧光偏振）原理及特点
• 1.2.2 荧光各向异性（荧光偏振）应用
• 1.2.3 时间分辨荧光各向异性和三维荧光偏振技术
• 1.2.4 结论与展望
• 1.3 本文拟开展的研究工作
• 2+离子传感中的应用'>第2章 分子导线聚合物的团聚作用研究及其在pd²⁺离子传感中的应用
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器
• 2.2.3 荧光各向异性测量原理及方法
• 2.2.4 荧光强度及吸收图谱测定
• 2.2.5 荧光各向异性测定
• 2.2.6 pH值影响实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 分子导线聚合物的物理性质
• 2+离子对分子导线聚合物的团聚作用'>2.3.2 Pd²⁺离子对分子导线聚合物的团聚作用
• 2.3.3 分子导线聚合物侧链长度对团聚作用的影响
• 2+离子与单体模型分子Dpp和分子导线聚合物PI的作用'>2.3.4 Pd²⁺离子与单体模型分子Dpp和分子导线聚合物PI的作用
• 2+离子的测定'>2.3.5 Pd²⁺离子的测定
• 2.4 小结
• 第3章 分子导线聚合物的荧光恢复检测氰根阴离子
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要仪器
• 3.2.2 试剂
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 2+离子复合体系的形成'>3.3.1 分子导线聚合物与pd²⁺离子复合体系的形成
• 2+离子复合体系对氰根离子的荧光响应'>3.3.2 分子导线聚合物与pd²⁺离子复合体系对氰根离子的荧光响应
• 3.3.3 侧链长度对分子导线聚合物荧光恢复效率的影响
• 3.3.4 分子导线聚合物的信号放大作用
• 3.3.5 氰根离子恢复分子导线聚合物荧光的作用机理
• 3.3.6 作用过程的吸收图谱变化
• 3.3.7 荧光各向异性表征上述作用过程
• 3.3.8 荧光成像
• 3.3.9 实验条件的优化
• 3.3.10 选择性
• 3.4 小结
• 第4章 分子导线聚合物的荧光各向异性快速灵敏测量氰根离子
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器和试剂
• 4.2.2 实验过程
• 4.3 结果与讨论
• 2+离子复合体系对氰根离子的荧光各向异性响应'>4.3.1 分子导线聚合物与Pd²⁺离子复合体系对氰根离子的荧光各向异性响应
• 4.3.2 氰根离子与复合体系的作用过程
• 4.3.3 荧光强度及各向异性变化
• 4.3.4 分子导线聚合物侧链长度对氰根离子测定的影响
• 4.3.5 实验条件的优化
• 4.3.6 氰根离子响应曲线
• 4.3.7 选择性
• 4.4 小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录：攻读硕士期间相关论文题录