一种大斯托克斯位移的红光发射荧光探针选择性检测次氯酸

设计、合成了一种基于巴比妥酸衍生物的具有D-π-A结构的光学探针3。该探针能够作为一种高度灵敏和选择性的次氯酸指示剂,快速实现对次氯酸的比色和荧光信号(开-关)的双响应(约15 s)。推测的响应机制是ClO-与C=C之间发生了亲电加成和氧化裂解反应,导致探针的D-π-A结构遭到破坏,从而阻断了其分子内电荷转移(intramolecular charge transfer,ICT)进程。探针只需一步即可合成,同时具有红光发射(628 nm)和较大的斯托克斯位移(158 nm),检测限(limit of detection,LOD)低至14 nmol·L^(-1)。此外,探针还表现出低细胞毒性,并成功应用于活细胞成像。

大斯托克斯位移远红光至近红外荧光探针用于检测肝损伤过程中过氧化亚硝酸盐的动态变化

肝损伤是影响公众健康的重大问题之一,已经引起了人们越来越多的关注.而过表达的过氧化亚硝酸盐(ONOO-)在肝损伤等疾病的发病机制中起着重要作用,被认为是一种与早期肝损伤密切相关的生物活性分子.因此,为了探究ONOO-在肝损伤过程中的作用,开发可以实现肝损伤过程中ONOO-高选择性和实时检测的分析方法具有重要意义.本文报道了一种具有大斯托克斯位移的远红光至近红外(FR-NIR)ONOO-荧光探针.由于该探针具有大的斯托克斯位移,可以有效消除光谱重叠和自吸收的干扰,从而显著提高成像的信噪比.此外,该探针对ONOO-具有高的灵敏度(检出限为25.8 nmol/L)和良好的选择性,被成功用于药物诱导肝损伤过程中ONOO-信号的成像检测.

电沉积掺铝氧化锌纳米柱的光学带隙蓝移与斯托克斯位移

使用电沉积方法在溶解有Zn(NO3)2、NH4NO3、Al(NO3)3的水溶液中制备出Al掺杂的ZnO纳米柱阵列。电解液中添加的NH4NO3抑制了添加Al(NO3)3导致的层状纳米结构的生长,可得到高质量的ZnO纳米柱阵列。通过控制电解液中Al(NO3)3的浓度可操控所制备的ZnO纳米柱阵列的直径、密度、间距和Al/Zn的重量比。Al掺杂引起ZnO纳米柱内部载流子浓度增加,在布尔斯坦-莫斯效应作用下,纳米柱的光学带隙蓝移至3.64~3.65 eV。ZnO纳米柱内部的非辐射复合导致其近带边发射产生215~225 meV的斯托克斯位移。

高水和酸性下检测铀酰的大斯托克斯位移荧光探针

铀的开采、精炼和乏燃料的再处理大多是在酸性和高水比的环境中进行的。因此,在此环境下设计具有选择性、灵敏度、大斯托克斯位移的铀酰离子荧光传感器显得非常重要。所以在本研究中设计并制备了一种具有大的斯托克斯位移(183 nm)的类黄酮基荧光传感器6-溴-4-羟基-2-苯基黄酮(以下简称为BHF)。研究了其对铀酰的荧光性能,其结果表明:在CH_(3)CN-H_(2)O(体积比1∶4,pH值=5)溶剂体系中,用350 nm光激发BHF溶液,其在533 nm处出现强的荧光发射峰,而加入UO_(2)^(2+)后,533 nm处的荧光淬灭,并且在常见的金属离子(Pb^(2+),Hg^(2+),Cd^(2+),Al^(3+),Cr^(3+),Fe^(3+),Co^(2+),Cu^(2+),Th^(3+),La^(3+)等)存在下对检测铀酰离子具有很高的选择性和抗干扰性。同时,研究了不同pH值和H_(2)O比例下对BHF检测UO_(2)^(2+)的影响,建立了在高水比例和酸性体系中BHF对UO_(2)^(2+)的检测方法,其线性响应范围是0~10μmol/L,检测限22.447μmol/L。此外,通过密度泛函理论(DFT)计算、核磁氢谱滴定、红外光谱和高分辨率质谱证明了BHF与UO_(2)^(2+)的配位方式,提出了荧光淬灭机理。

有机物ANT、PT、TPB溶液的极化共振同步光谱和斯托克斯位移荧光研究

荧光材料的光学特性,包括其紫外线吸收、散射和共振荧光活动。极化共振同步光谱(PRS2)实现了材料散射去极化光谱的定量。斯托克斯位移(SSF)是荧光现象的一般表现特征。各向异性和去极化是荧光和光散射光谱中的两个可转换参数,用于描述用线性极化激发光产生的发射光子和散射光子的极化分布。本文通过检测有机物的PRS2、SSF,理论计算得到相应的去极化及各向异性光谱。然后分析有机物的相关特征,得到浓度及溶液背景对荧光性质的初步影响结果。这项工作对后期溶液背景对荧光性质的具体影响有初步的依据及实验可能性,为后期PRS2、SSF等用于有机污染物的检测和处理有一定作用。

一种具有大斯托克斯位移和高光学稳定性的线粒体靶向近红外染料及其细胞成像应用

线粒体功能障碍与阿尔茨海默病(AD)、高血压、糖尿病和神经退化性疾病等严重疾病密切相关,开发可高度靶向线粒体的荧光染料对于研究线粒体的生理功能至关重要.但市场上的线粒体染料斯托克斯位移很小,容易受到自吸收效应的影响.基于线粒体膜电位的特性设计了一种线粒体靶向染料,命名为Mito-ql.染料Mito-ql具有优异的光学特性,例如大斯托克斯位移(约165 nm)良好的化学和光稳定性以及低细胞毒性.此外,细胞成像实验表明,染料Mito-ql具有优异的线粒体定位能力,不受线粒体膜电位变化的影响.

具有延长共轭的绿色发光蛋白生色团的反向溶剂化斯托克斯(Stokes)位移（英文）

受天然荧光蛋白启发的发色团结构在生物成像领域发挥着重要作用．本文通过计算的方法研宄了一类新的绿色荧光蛋白发色团的光化学性质．首先，得到了这一类发色团在真空和溶液中热动力学稳定异构体；然后，计算了它的斯托克斯（Stokes）位移，并与实验数据进行对比．最后，观察到对于这类新的RFP生色团，它们吸收和发射波长发生了反向溶剂化偏移；通过分析，发现了导致反向溶剂化偏移的原因是在溶液中，电荷转移更加稳定，进而常见的旋转结构重组受到抑制。

一种具备AIE性质的新型近红外荧光化合物的合成和研究

本文设计并合成了一种具有聚集诱导发光(AIE)性质的近红外荧光化合物QS-P,并对其进行1H NMR和质谱结构表征,光物理化学性质研究(包括紫外吸收、荧光发射、量子产率计算、酸度系数pKa计算、油水分配系数Log P计算)和毒性研究。结果显示,QS-P发射达到了近红外区域(≥650 nm),有很大的斯托克斯位移(>200 nm),具备一定的水溶性、pH稳定性、AIE性质,对细胞毒性小。表明QS-P具备应用于生物活体的潜力,可为生物活体探针提供一定的设计思路。

咪唑类荧光材料的合成与发光性能研究

一锅法合成了5种三元取代咪唑类荧光化合物,对所合成的全部化合物的结构进行了表征。刚性结构和共轭结构是影响物质荧光性能的两个重要参数,利用密度泛函理论方法(GGA/BP)得出了分子的平衡结构,计算了咪唑环4,5位上两个苯环的二面角。首次利用分子模拟手段从理论上分析了化合物的荧光性能,为探讨不同的取代基对整个分子刚性结构的影响提供了理论依据。通过紫外光谱、荧光发射光谱探讨了这些物质的荧光发射波长,斯托克斯位移,荧光量子收率等荧光参数。

蒽醌芳胺类氟硼络合物的合成及荧光性能研究

以1,4-二羟基蒽醌和苯胺为原料通过双芳胺化和氟硼络合得到了7个化合物,产率最高达到69.2%.对荧光性能进行检测,化合物在溶液中具有红色荧光但是没有展现固体荧光,斯托克斯位移达到64~86nm.吸电子基团使荧光明显增强,推电子基团使荧光减弱,其中强推电子基团-OCH_3使荧光几乎发生淬灭,同时重原子效应明显影响荧光强度使其减弱;最后研究了浓度对荧光性能的影响,发现浓度达到3×10^(-5) mol/L时,荧光强度增加到最强,达到4×10^(-4) mol/L时,几乎接近淬灭.

基于跨键能量转移机理新型氟硼吡咯类荧光染料的合成

氟硼吡咯类染料通常具有非常小的斯托克斯位移,这严重影响了其实际应用。采用跨键能量转移机理,通过将萘酰亚胺母体与氟硼吡咯染料母体以共价键直接相连的方式合成了新颖的氟硼吡咯类染料分子,1H-NMR、MS验证其结构正确。光谱研究表明,目标染料斯托克斯位移增大到150 nm,有效地克服了此类染料小斯托克斯位移的缺点。

一种新型喹唑啉荧光化合物的合成及性能研究

以5-氯-2-氨基苯甲酸和邻苯二胺为原料,经两步缩合反应,合成了目标化合物,6-氯-2-[5-氯-2-(4-对甲苯磺酰胺基)]苯基-[3,4]-苯并咪唑-[1,3]-喹唑啉(化合物B)。通过核磁共振氢谱(1 H-NMR)、质谱(MS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和元素分析确定了目标化合物的结构。借助紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和热重分析研究了它的光学和热学性能。结果表明,目标化合物在紫外光激发下显示出很强的绿色荧光发射能力,同时具有很大的斯托克斯位移(Stokes Shift)和良好的光、热稳定性,有望在荧光防伪技术中得到潜在应用。

二硫化铼量子点的制备及其光致发光性质研究

采用液相超声法首次成功制备出二硫化铼量子点(ReS_2 QDs),表面形貌、物相组分和光学性能测试发现:ReS_2 QDs平均粒径为2.7 nm,呈现六方晶系圆形结构并具有斯托克斯(Stokes)位移效应,表现出比体材料更优异的光学性能.

窄带型Eu^(2+)掺杂荧光粉理论研究进展

近年来,用于制备白光发光二极管(LED)的窄带发射荧光粉在降低能源消耗、提高白光质量以及保持色度稳定等方面具有重要作用,因而被研究者们广泛关注。Eu^(2+)离子独特的4f⁃5d跃迁以及与局部环境的依赖性,为制备窄带发射荧光粉提供了可能。但是,目前窄带发射的理论尚不完备,大多Eu^(2+)掺杂窄带发射荧光粉的研发均基于大量的重复性试验。本文以位形坐标模型为基础,从理论计算方面对窄带型Eu^(2+)掺杂荧光粉的研究进行综述,重点讨论局部配位环境、晶体结构、斯托克斯位移以及耦合声子频率等因素对Eu^(2+)离子发射半峰宽(FWHM)的影响,期望为新型Eu^(2+)掺杂窄带发射荧光粉提供理论依据。

新型羟基苯基苯并咪唑类衍生物的合成及其光谱性质研究

合成了8个具有不同结构的羟基苯基苯并咪唑类荧光化合物,通过1 H NMR,IR对其进行了结构表征,并研究了它们在甲醇溶液中的光谱性质及取代基对光谱性质的影响。该类化合物的荧光量子产率在0.006～0.75之间,Stokes位移大(>117nm)。实验结果表明,化合物上所连取代基的性质对其光谱有显著影响,具有推电子基团的羟基苯基苯并咪唑类化合物在光激发下出现荧光双发射峰,而具有吸电子基团的化合物在光激发下仅出现激发态质子转移荧光发射峰,表现出Stokes位移大和荧光量子产率高的优点。

兼具聚集诱导发光和激发态分子内质子转移特性的有机小分子发光体

有机小分子聚集诱导发光体系的聚集态受到光激发后,由于分子内运动受限,激发态能量以辐射衰减途径回到基态的比例增加,从而增强聚集态发光。聚集诱导发光的提出克服了传统有机发光分子的聚集引起发光淬灭的缺陷,具有聚集诱导发光特性的材料在有机发光二极管、有机激光、生物医学治疗诊断等方面全面发力,得到广泛关注。具有激发态分子内质子转移特性的材料其发光一般都有较大的斯托克斯位移,可避免激发光谱和发射光谱的重叠,从而改善材料发光性能和提高荧光探针的灵敏性。兼具聚集诱导发光和激发态分子内质子转移的有机小分子结合了两者的优点,呈现出更优异的固态发光性能。本文主要从结构分类、光电性质和应用等几个方面介绍关于该类分子的最近研究成果。

两种三苯胺衍生物的合成及其光谱性质研究

以三苯胺为起始原料,经过甲酰化反应、Claisen-Schmidt反应和Knoevenagel反应,较高产率地合成了两种具有D-A-D型结构的三苯胺衍生物。光谱分析发现,两种化合物的最大吸收波长分别位于450 nm和506 nm,对应的最大发射波长分别位于558 nm和633 nm,二者都具有较大的斯托克斯位移,从而有利于荧光材料的应用。

上转换发光材料在生物成像和肿瘤诊疗中的应用综述

近年来,光学成像与检测技术越来越多的应用于生物医学领域,其具有高检测灵敏度、生物安全性好以及非侵入性等众多优异的特点。该技术的发展得益于荧光物质(如染料、荧光蛋白)的光学特性和光学成像设备的发展。与传统下转换光学成像方式相比,上转换光学成像具有反斯托克斯位移发光特性。该光学成像方式在生物医学领域中展现出较好的应用前景,其成像方式较好地避免了下转换发光的一些弊端,如近红外光激发可增加光对组织的穿透深度、可避免生物体自发荧光和对组织损伤较小等。正因为上转换光学成像方式的特殊性,有必要对其进行介绍并综述近期在生物医学领域中的应用,包括成像检测与疾病治疗。这对于合理使用上转换发光技术和合理设计上转换发光材料具有指导意义。

新型六芳基苯类衍生物的合成及其光物理性能研究

以菲醌、二苯丙酮、对甲氧基苯乙酸和丙二腈等为原料,通过Knoevenagel和Diels-Alder反应设计合成了两个新型六芳基苯衍生物。利用核磁和高分辨质谱对化合物结构进行了表征,并研究了化合物的光物理性质。结果表明,化合物具有大斯托克斯位移（高达219 nm）、明显的溶剂致变色性能和聚集诱导发光增强性能（AIEE）。

原位显微拉曼测温系统的设计及实现

拉曼光谱仪是一种常用的光学分析手段,目前国内市场上存在许多小型的便携式拉曼光谱仪,虽然操作简单,但光谱分辨率及探测范围有限。文章设计并搭建了一台具有显微原位测温功能的大型拉曼光谱仪系统,测试结果表明,系统能够探测的波数范围为-6 000~325cm-1、275~6 000cm-1,光谱分辨率可达到0.7cm-1。将其与已经商业化的便携式拉曼光纤探头对比,对标准样品硅片及其他样品的测试结果表明:该系统具有更高的信噪比及灵敏度,对激发光、杂散光的滤除效果更优,能够探测到样品的反斯托克斯拉曼信号,具有原位探测样品表面温度的能力。