用于识别金属离子的超分子荧光/磷光传感器

本文总结了近年来用于金属离子识别的超分子荧光 /磷光传感器的研究工作进展 ,着重介绍了光诱导电子转移及单体 -激基缔合物体系在金属离子识别中的应用。

丹磺酰氯在金属离子检测中的应用研究进展

丹磺酰氯作为荧光传感分子在金属离子识别中获得广泛应用。以荧光探针与金属离子之间的相互作用分别阐述,讨论了近10年丹磺酰基识别受体在金属离子荧光探针领域中结构设计的研究进展。其传感机理涉及分子内诱导光电子转移、电荷转移、二甲氨基去质子化/质子化、单体-激基缔合物的生成、螯合增强荧光转移、络合反应、荧光共振能量转移等多种作用机制,探讨了各种作用机制下丹磺酰基团光响应信号的变化规律,如分子内电荷转移诱导的荧光淬灭、螯合作用导致荧光信号增强等不同响应方式。对丹磺酰基在荧光探针分子设计领域的应用前景进行了展望。

分子内电荷转移荧光传感器的研究进展

荧光传感器提供了方便,快捷,廉价的分析检测重金属离子的方法,并且有很高的灵敏度和选择性。它在环境科学,分析化学以及生命科学等领域有着广泛的应用前景。综述了分子内电荷转移(intramolecular charge transfer)荧光传感器的最新研究进展,并展望了该领域的发展趋势。

增强型铅离子电化学发光传感器的研究

建立简便快速检测重金属离子的方法对于环境监测、临床毒性研究和工业过程的监测等具有重要意义。脱氧核酶（DNAzyme）是利用体外分子进化技术（SELEX）获得的具有催化功能和其它功能的单链DNA片段，

含磷酰杂菲苯甲酸对苯二酯的聚集诱导发光增强性能及其在检测过渡金属离子中的应用

有机化合物因成膜以后荧光淬灭而使其应用受到很大限制,所以研究、开发能在聚集状态下呈现优异发光性能的新材料就尤为重要.由于分子间π-π和极性共同相互作用,使得磷酰杂菲环的转动受到限制,从而使苯甲酸-2-[6-氧化-6-氢-二苯基(c,e)<1,2>氧杂磷酰基]-1,4-二羟基苯二酯(OP)在达到一定规整聚集程度时,荧光强度成倍增加,具有了聚集诱导发光增强(AIEE)性质.实验结果表明:浓度低于1×10-6mol?L-1的OP会失去AIEE性质;浓度为1×10-4mol·L-1的Hg2+,Fe2+和Fe3+会分别淬灭浓度为1×10-5mol·L-1OP荧光强度的26%,34%,74%,而Pb2+,Zn2+,Cd2+,Co2+,Mn2+,Cu2+,Ni2+,Ag+等离子的淬灭效率却很低,这一性质表明该化合物可以用作过渡金属离子的特异性检测材料.

含磷酰杂菲侧基的苯乙烯衍生物聚集诱导发光特性及其在过渡金属离子检测中的应用

以2-(6-氧化-6-氢-二苯基(c,e)<1,2>氧杂磷酰基)-1,4-二羟基苯(ODOPB)为中心结构单元,通过两步酯化反应,在两侧分别引入4-戊氧基苯甲酰基和4-乙烯基苯甲酰基,得到苯乙烯衍生物(MED).由于磷酰杂菲基团的大π共轭结构和极性共同作用,使得形成聚集体后分子内转动受到限制,降低了非辐射去活效率,使MED在达到一定聚集程度时,荧光强度成倍增加,呈现出聚集诱导发光增强(AIEE)特性.同时,Pt2+,Ru3+,Fe3+的加入对MED有显著的猝灭效果;而Fe2+只是在形成聚集体过程中才有猝灭效果.

基于机理认知的传感器课程实验教学研究与探索

针对相关传感器实验教学课程中存在的重应用轻机理认知的问题,本文从学生理解传感本质出发,以两种用于重金属离子检测的表面增强拉曼散射(SERS)基底的识别分子的设计为例,使学生能够从实验的直观层面展现SERS基底的结构,包括分子结构和微观结构对重金属离子检测的影响,使学生能够真正体会到传感的本质所在。通过学生自行进行实验设计,既开拓了实验课程的范围,也能让学生在动脑设计实验与动手做实验的基础上感受到传感器的奥秘。不仅扩展了学生的视野,更加增强了学生的创新实践意识。

PAMAM-SiO2复合纳米颗粒增强的葡萄糖传感器

将PAMAM-SiO2复合纳米颗粒和葡萄糖氧化酶通过壳聚糖-SiO2溶胶-凝胶固定于普鲁士蓝修饰的工作电极表面,然后以自制铂片电极为对电极、甘汞电极为参比电极,组成三电极体系,测定电镀废水中重金属离子的浓度。考察了电极的选择、葡萄糖氧化酶的固定量、复合颗粒的修饰量、温度、缓冲溶液的pH值、扫描速率等因素对葡萄糖传感器响应信号的影响。实验结果表明:选用铂盘电极、葡萄糖氧化酶固定量为4.9 U、添加浓度为1.5 mmol/L纳米复合颗粒3.5μL、在25℃、pH 6.64、扫描速率为20 mV/s的条件下进行测量,响应电流最大。检测Hg^(2+)时,传感器的线性响应范围为2.5～22.5 μmol/L,检出限为2.5×10^(-6)mol/L,相关系数为0.97(n=9)。

表面等离子体共振技术在小分子与靶点相互作用研究中的应用

近年来，分子生物学技术的飞速发展为微观分子水平上的基于靶点的药物研究奠定了基础。小分子药物通常是信号转导的调节剂，它能够特异性地调节信号传导通路，从而达到治疗疾病的目的。

聚集诱导发光在生物/化学传感器的应用

综述聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)现象的发现、机理及其在生物/化学探针应用研究方面的进展.指出传统荧光分子溶液浓度过高或分子发生聚集后,往往发生分子荧光淬灭,而AIE现象刚好与之相反,分子发生聚集后荧光会增强数倍或数百倍.AIE现象的本质是分子聚集使分子间相互作用增强,限制了分子内基团的自由旋转,抑制了其非辐射能量的转移,使分子荧光增强.生物分子或待测化学物质可以通过疏溶剂作用、静电作用或配位作用诱导AIE分子发生聚集,使分子荧光显著增强,根据这一"光开关效应"可以构筑用于蛋白、DNA、金属离子以及有害物质检测的生物/化学传感器.该类新型传感器操作简单便捷,与传统的检测方法相比,在检测灵敏性和选择性方面具有极大的优势.

三联吡啶有机小分子凝胶因子的设计合成及其对Zn^(2+)、Cd^(2+)的选择性识别

设计合成了一种新型的基于三联吡啶的有机小分子凝胶因子,并用于对测试离子的荧光测试。实验结果表明,该凝胶因子的水溶液可以通过"开-关"方式对Zn^(2+)、Cd^(2+)进行选择性识别,可以通过超声刺激或加热-冷却的方式在有机溶剂中形成稳定荧光凝胶;区别于溶液态,所形成的凝胶体系可以通过荧光光谱成功地选择性识别Zn^(2+),但Cd^(2+)的加入则不能形成凝胶态,这可能是由于凝胶因子的自组装与凝胶因子和Zn^(2+)、Cd^(2+)的主客体作用产生的竞争导致了不同的传感性质。该研究为选择性传感识别金属阳离子提供一种新的研究思路。

离子特异性DNA酶在人体重金属含量检测中的应用

20世纪90年代以来，研究人员逐渐发现了多种具有特定生物催化功能的DNA分子，即DNA酶。离子特异性DNA酶是上述DNA中特殊的一类．该酶是具有离子结合特异性的DNA分子片段，这些片段和某种特定离子结合后可以被活化成为一种核酸内切酶，能够将与之序列互补的核酸链切断，因此被称为离子特异性DNA酶。目前在分子诊断中一般通过多种方法筛选得到目的离子特异性DNA酶，随后构建相应的离子特异性DNA酶生物传感器（探针）用于离子浓度的检测。

过渡金属离子调节的氮杂15-冠-5苯乙炔三联吡啶Pt(Ⅱ)络合物的最低激发态

发展高选择性、高灵敏度的分子传感器是化学家们长期而艰巨的任务^[1-4]．主体分子受到外界刺激(如与客体分子之间的相互作用)所产生的结构和性能的变化，继而将外界刺激转变为分子信息表达出来，从而实现对客体分子的识别．以有机小分子为发色团的主体分子已得到了广泛研究^[1,2]。

高灵敏共轭聚合物化学传感器(英文)

金属离子和化学小分子的检测在人类健康、环境污染以及食品安全等领域具有重要意义,科学工作者们已经在设计、发展高灵敏化学传感器方面进行了大量研究。在过去的几十年里,共轭聚合物由于其卓越的光电性质,引起了人们极大的关注,并取得了众多革命性科技进展。最近,利用共轭聚合物的荧光信号放大机制,人们设计、发展了一系列新型的化学和生物传感体系。共轭聚合物的信号传感机制包括电子转移,荧光共振能量转移以及共轭聚合物聚集或构象改变。本文主要介绍我们实验室在利用共轭聚合物实现金属离子和化学小分子荧光检测方面取得的进展,并对未来发展方向与面临的挑战进行了讨论。