金属离子响应型荧光传感分子的设计原理及研究进展

荧光传感凭借其高灵敏度、可实现远程监测和实时性等优越性而广受关注,在离子识别中常被用于离子识别信号的输出.随着主客体化学的迅速发展,许多具有良好性能的离子响应型荧光探针相继被报道,从分子内电荷转移(ICT)、光诱导的电子转移(PET)、荧光共振能量转移(FRET)、激发态分子内质子转移(ESIPT)、激基缔合物的生成/消失、螯合作用导致的荧光增强(CHEF)等不同机理对荧光传感型离子识别受体的设计思路进行了理论阐释,归纳总结了近5年来相关文献报道,阐述了其研究现状和研究进展,并展望了该领域的研究方向.

基于碘功能化柱[5]芳烃超分子有机凝胶的制备和性能

柱芳烃作为一种新型的大环芳烃化合物,基于柱芳烃的超分子凝胶一直深受大家关注.设计合成了一种碘功能化的柱[5]芳烃.该柱[5]芳烃在环己醇中可以形成稳定的超分子有机凝胶,相转变温度约为96℃.分别使用浓度核磁,2DNOESY氢谱,X射线衍射(XRD)粉末衍射和扫描电镜等实验对凝胶的形成过程进行了表征.结果表明,碘功能化的柱[5]芳烃自组装形成了一种片状结构.同时,研究了该凝胶的荧光识别性质.当在凝胶上分别加入Fe^(3+),Ag^+,Ca^(2+),Co^(2+), Ni^(2+), Cd^(2+), Pb^(2+), Zn^(2+), Cu^(2+), Mg^(2+)和Hg^(2+)等金属离子, 10 min后发现Hg^(2+)和Ag^+可以使凝胶的蓝色荧光猝灭.因此,该凝胶可以用于荧光检测Hg^(2+)与Ag^+.

甲氧基柱[5]芳烃对苯并唑类杂环化合物的主客体作用研究

利用甲氧基柱[5]芳烃(DMP5)作为主体分别与中性苯并噁唑(G2)、苯并咪唑(G3)和苯并噻唑(G1,G4,G5和G6)等6种客体分子成功地构筑了一种主客体包合物,该包合物是基于苯并唑类杂环化合物穿入到柱[5]芳烃的空腔中形成1∶1主客体包结构型.此外,甲氧基柱[5]芳烃(DMP5)与不同的苯并唑类杂环客体都能形成稳定的新型主客体包结物,且与原主客体化合物相比较,主客体包结物的形成可以导致强的荧光强度的改变.对该主客体系统作用通过高分辨质谱和核磁氢谱等进行了研究.

基于香豆素衍生物反应型识别CN^-的紫外荧光传感器及其应用研究

设计合成了一种基于N-4-吡啶基香豆素-3-甲酰胺的新型的CN^-传感器Q1.通过紫外和荧光光谱研究了传感器Q1对10种不同阴离子的识别性能.当向含水10%(DMSO/H_2O,V∶V=9∶1)的Q1中分别加入CN^-,F^-,Cl^-,Br^-,I^-,Ac O^-,H _2PO_4^-,HSO_4^-,Cl O_4^-和SCN^-等阴离子后,发现CN^-的加入,使得Q1在304 nm处的吸收峰增强;相应的荧光光谱在431 nm处产生较强的发射峰;在365 nm紫外灯照射下,加入CN^-的Q1溶液会产生蓝色荧光.同时,其它离子的加入无上述现象.Q1中加入CN^-后光学性质改变的特点可实现在紫外、荧光双通道中检测CN^-,并且对CN^-的检测不受其它竞争离子的干扰.Q1对CN^-的荧光最低检测限为1.44×10^(-8) mol/L,低于世界卫生组织(WHO)规定在饮用水中CN^-的最高含量(<1.9μmol/L).另外,核磁滴定、红外、质谱结果表明,Q1对CN^-可能的识别机理是这二者之间发生加成反应,此推断通过密度泛函计算亦可佐证.值得注意的是,该结果可应用于对樱桃核仁中CN^-的检测,实现了在食物样品中的实时监测.

一种咪唑并吩嗪内酰胺反应型识别氰离子的荧光探针

设计合成了一种新型咪唑并吩嗪内酰胺荧光传感器分子(S1),通过核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱等手段对其结构进行了表征,并测定了S1在二甲基亚砜(DMSO)溶液中的荧光光谱,其最大荧光发射波长为524 nm.S1的DMSO溶液具有亮黄色荧光.当在S1的DMSO溶液中分别加入F^-,Cl^-,Br^-,I^-,AcO^-,H_2PO_4^-,HSO_4^-,ClO_4^-和SCN^-等阴离子后,发现只有CN^-的加入使S1的荧光光谱出现明显的下降并发生红移.其溶液荧光颜色由黄色变为橘红色,说明S1对CN^-具有良好的专一选择性.抗干扰实验结果表明,这一识别过程不受其它阴离子干扰.通过计算得到,S1对CN-的荧光光谱最低检测限为9.96×10^(-7)mol/L,这一数值低于世界卫生组织所规定的饮用水中氰离子含量.机理研究表明,S1是一种反应型识别CN^-的荧光传感器.此外,将S1负载于固态硅胶之上,制备成固体CN^-识别材料,并成功用于对固体NaCN的识别和对CN^-水溶液的检测.