荧光淬灭法研究疏水缔合共聚物(PAM-b-PPOEA)_n自组装聚集数

运用荧光淬灭技术,包括稳态荧光淬灭法(SSFQ)和时间分辨荧光淬灭法(TRFQ),研究了疏水缔合水溶性丙烯酰胺2苯氧基丙烯酸酯多嵌段共聚物[P(AM POEA)]在水溶液中自组装的聚集数.这类聚合物在水溶液中易形成胶束状聚集体,探针芘分子和淬灭剂二苯酮增溶于疏水微区,荧光测定结果很好地符合Poisson淬灭模型.实验结果表明聚合物链结构、聚合物浓度和无机盐对聚集体的尺寸具有重要影响.聚合物自组装聚集数NA随疏水单体含量的增加和疏水嵌段长度的减小而增大,同时也随聚合物浓度和NaCl浓度增加而增大.另外对聚合物链结构、聚集数和溶液粘度的相互关系进行了讨论.

传统生色团的改造:从聚集导致荧光猝灭到聚集诱导发光

传统的荧光生色团聚集后导致荧光淬灭,即聚集导致荧光猝灭(ACQ)现象。ACQ现象的存在严重限制了荧光生色团的应用。与ACQ相反,有一类发光材料在良溶剂中荧光微弱甚至没有荧光,然而,在聚集状态下荧光显著增强,这种现象被命名为聚集诱导发光(AIE)现象。AIE材料的迅速发展为ACQ材料带来了契机,众多研究者利用AIE体系改造ACQ生色团使传统ACQ材料具有新的性能和应用价值。介绍了近年来有关利用AIE体系改造ACQ生色团的研究进展。侧重总结了利用噻咯体系、取代乙烯体系(主要包括四苯基乙烯、三苯基乙烯及三苯基乙烯基咔唑)和三苯基丙烯腈体系对三苯胺类、稠环类和并苯酰亚胺类ACQ生色团的改造,及得到的新材料的性能和应用,并对该领域的发展前景进行了展望。

基于磁性纳米材料Fe_(3)O_(4)@PPy和聚集诱导发光材料(TTAPE)检测肝素药品中的多硫酸软骨素残留

合成了一种聚吡咯修饰的磁性纳米颗粒(Fe_(3)O_(4)@PPy),通过结合AIE荧光探针四苯基乙烯衍生物(TTAPE)建立了一种检测肝素药品中多硫酸软骨素的检测方法。肝素和多硫酸软骨素与TTAPE结合导致运动受限,进而释放荧光,而Fe_(3)O_(4)@PPy加入后可以猝灭其荧光。研究了肝素和多硫酸软骨素与TTAPE结合后荧光增强规律和Fe_(3)O_(4)@PPy对它们的荧光猝灭规律,建立了不同的猝灭曲线,进而同时检测肝素和多硫酸软骨素。实验确定了肝素和多硫酸软骨素的最佳荧光检测波长为482 nm,Fe_(3)O_(4)@PPy的使用量为5 mg,检测浓度的线性范围为0~3.5 mg/L,肝素浓度的相对偏差在0.5%以下。肝素实际样品中多硫酸软骨素的回收率为90%和96.67%,相对标准偏差为4.4%和4.1%。

纳米尺度分子内荧光淬灭效应的研究

本实验将自聚发光分子四苯基乙烯(TPE)和聚集淬灭分子阿霉素(DOX)连接为荧光分子复合物(TPEDOX conjugate,TD),并通过荧光光谱分析和扫描电镜观察结合的方法,对TD纳米聚集体中TPE和DOX的荧光淬灭机制进行了研究。实验发现,在TD分子内,TPE和DOX之间发生了"能量传递接力"的现象,即TPE通过荧光能量共振转移将能量传递给DOX,导致自身荧光发射淬灭;DOX由于TD纳米聚集体的形成,发生了聚集淬灭现象,致使TPE转移的能量和DOX自身的荧光发射均被淬灭,达到一个荧光双淬灭的效果。研究中采用荧光分析与电镜观察结合的方法,阐述了将两种具有相反发光性质的荧光分子在纳米尺度的荧光淬灭机理,为纳米尺度上的分子内荧光淬灭研究提供了理论依据。

前沿科研成果融入分析化学实验教学——高亮度荧光聚合物纳米颗粒的合成及表征

荧光纳米颗粒在生物成像、传感和诊断等领域展现了广阔的应用前景。然而,传统的有机染料常受到聚集导致荧光猝灭效应的限制。本文以自组装聚合物纳米颗粒的制备和表征为例,将反离子增强荧光策略引入分析化学实验教学,为学生提供了一种新型荧光增强方法的实践体验。通过这一实验,学生能够掌握聚合物纳米颗粒的合成、表征技术及反离子增强荧光发射的原理,深入理解荧光聚集导致猝灭效应及其解决方法。该实验设计不仅有效提升了学生对分析化学知识的理解和应用能力,还拓展了其对纳米材料科学的认知,为未来在相关领域的研究奠定了坚实基础。

碳点复合粉末法手印显现技术研究进展

手印在刑事侦查和司法鉴定中起着极其重要的作用。碳点因其优良的荧光性能、稳定的化学性能、低廉的成本,在手印显现领域展现出了广阔的应用前景。本文探讨了碳点手印显现技术的荧光机制,比较分析了改善固态碳点粉末聚集淬灭效应的两种应对策略,相比于改变碳点结构或表面修饰方法,将碳点分散到基质材料中更加便捷且稳定;阐述了碳点-无机盐/无机氧化物、碳点-高分子材料、碳点-有机化合物三类碳点复合粉末在手印显现领域的应用进展,对比分析了三类固态碳点粉末在手印显现应用中的适用客体、碳点分布、荧光强度及稳定性、显色效果、制备成本等方面的差异性;指出了碳点手印显现技术研究中需要进一步优化的环节与不足,以期为后续碳点应用于粉末法手印显现技术领域的研究提供参考。

具有聚集诱导发光特性含萘单元共轭聚合物的合成

首先氯化亚砜和2,6-萘二甲酸酰氯化反应合成2,6-萘二甲酰氯(M1),然后M1和叔丁基苯傅-克酰基化反应合成2,6-二(4-叔丁基苯甲酰基)萘(M2),进而与1,2-乙二硫醇合成2,6-双(2-(4-(叔丁基)苯基)-1,3-二巯基-2-基)萘(M3),最后以六羰基钨为催化剂,分子间脱硫反应制备含萘单元共轭聚合物PNTB。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪、凝胶渗透色谱仪、紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计对M2、M3和PNTB的化学结构、相对分子质量和光学性质进行测试与表征。结果表明,随四氢呋喃/水(THF/H2O)混合溶剂中水分数不断增加,PNTB的荧光强度呈递增的趋势,表明PNTB具有聚集诱导发光特性。PNTB在溶液状态(THF为溶剂)和聚集状态(THF/H2O,体积比10/90)的荧光量子产率分别为1.83%和12.74%,说明PNTB容易发生聚集,聚集诱导发光效果良好。

固液双态高效发光的液晶分子的合成、相结构及光物理性质

常见的有机发光分子主要有聚集导致猝灭(ACQ)分子和聚集诱导发光(AIE)分子。前者仅在单分子态(如稀溶液)高效发光,而后者仅在聚集态(如固态)高效发光。本工作中,我们合成了一种在稀溶液和聚集态均能高效发光的液晶分子(MS-12),并表征了其液晶性质和光物理性质。MS-12的两端为树枝单元,中间为长棒状的刚性核,可看作典型的Phasmid型液晶基元;刚性核由氰基二苯乙烯(AIE单元)和苯炔苯(ACQ单元)单元构成;由于氰基的强吸电子效应,MS-12具有D-A-π-A-D的结构特征。MS-12在固态形成六方柱状液晶相,单分子层厚度(~0.44 nm)的单胞内含有~4个分子;其在稀溶液态高效发光,在四氢呋喃中荧光量子产率(QY)~78.1%,在固态表现出AIE分子的性质,在本体液晶态的QY~59.6%。本研究为多态发光分子的设计,尤其是多态发光液晶分子的设计提供了有效的方案。

一种三态发光的液晶基元合成、自组装及光物理性质

聚集导致猝灭(ACQ)分子在单分子态(如稀溶液)高效发光,而聚集诱导发光(AIE)分子在聚集态(如固态)高效发光。这一单态发光的特性严重制约着发光材料的应用。本工作中,我们合成了一种三态(溶液、凝胶、液晶)发光的phasmid液晶基元(PHAgen-12),并考察了其自组装性质与光物理性质。PHAgen-12的两端为一代树枝单元,中间为“二苯基氰基乙烯(AIE)+二苯基丁二炔(ACQ)+二苯基氰基乙烯(AIE)”的刚性核,具有D-A-π-A-D的特征。该分子在普通溶剂(如THF、DCM)中可以溶解;在选择性溶剂烷烃中形成柱状胶束,并可凝胶化;在固态形成六方柱状液晶相,单分子层厚度(~0.44 nm)的单胞内含有~4个分子。PHAgen-12在单分子态表现出ACQ分子的性质,在氯仿中荧光量子产率(QY)为~90.3%;在聚集态表现出AIE性质,PHAgen-12/十二烷凝胶体系(质量百分比为30%)的QY为58.5%,本体液晶态的QY为85.5%。

新型AIE效应发光体的研究进展

将具有聚集诱导发光效应(AIE)的发光体与具有聚集浓度淬灭效应(ACQ)的发光体结合形成新型AIE发光体。本文综述了新型AIE发光体在传感器和生物细胞成像等领域的研究进展,并对其应用前景进行了展望。

纳米药物载体体内命运研究:环境响应型荧光染料的应用

纳米制剂的体内命运研究关乎其临床转化的成败,目前所面临的最大挑战之一是如何在体内实时准确地监测纳米载体自身。传统的放射或荧光探针从被标记母体粒子解离后,依然发射信号,从而带来干扰,导致对结果的误判。环境响应探针根据纳米载体所处环境变化而切换信号,有助于将粒子信号与游离探针信号有效区分。目前应用的环境响应荧光染料主要有三大类,其原理分别基于荧光共振能量转移(FRET)、聚集诱导发光(AIE)及聚集导致淬灭(ACQ)效应。它们的共同特点是,当被包载于纳米粒中时发射荧光,而伴随着纳米载体的降解或破坏,染料分子被释放,因周围环境变化而发生信号切换或荧光淬灭。根据信号的变化可对纳米粒在生物体内的存续状态进行判断。FRET和AIE染料被广泛用于研究纳米粒和细胞的相互作用,较少应用于体内命运研究。ACQ染料对生物介质中的水敏感,具有普适性,结合各种成像设备,可更为准确地追踪纳米粒在体内的转运过程。本文对3种环境响应荧光染料的应用原理、优缺点及纳米粒体内命运研究中的应用进行了综述。

基于整体识别的纳米乳经皮转运研究

纳米乳具有良好的促进药物透皮吸收作用,但对于完整的纳米乳能否透入皮肤仍然知之有限。本研究通过聚集淬灭荧光探针(P4)标记实现纳米乳的整体识别,以香豆素6(C6)模拟载带药物,探索纳米乳在完整大鼠皮肤和经微针处理大鼠皮肤中的经皮转运情况。通过单因素试验优化,分别制备了粒径为80和500 nm的纳米乳。完整皮肤给药后4 h,2种粒径纳米乳均不能完整、高效地进入皮肤,但小粒径纳米乳能够在毛囊聚集,并向周围皮肤组织扩散C6。微针处理显著提高了纳米乳的经皮转运,小粒径纳米乳比大粒径纳米乳更易于进入皮肤深部,并向更深处皮肤组织扩散C6。