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无机小分子气体的检测在环境和生命科学研究中具有重要的意义,但是气体的高选择性、高灵敏荧光分子传感系统的设计目前仍有很高的难度。已报道的气体荧光分子传感系统,大多是基于气体的某种特异性化学反应,而这些反应往往是不可逆的;同时,由于需要在探针分子上衍生专属性的反应基团,分子设计的难度也较大。很多无机气体分子(如NO、SO2、CO及H2S等)都具有路易斯碱性,能与平面型金属配合物的缺电子金属中心发生轴向络合反应。由于轴向络合反应具有良好的可逆性,以之为反应机理的气体荧光分子传感近年来极受推崇。本论文旨在利用气体的轴向络合活性,发展SO2和NO等生理活性气体的新型荧光传感体系。论文共分为三章。
第一章是绪论,简要介绍无机小分子气体的荧光分子传感的研究进展。主要按两大类进行介绍:一种是化学计量式的荧光传感系统,这是一种不可逆的传感;另一种基于轴向配位反应的传感体系,具有较好的可逆性。本论文的研究课题属于后一种传感模式。
第二章介绍了一种基于轴向配位反应的二氧化硫比率荧光传感体系。在环金属化铂(Ⅱ)络合物上衍生8-羟基喹啉荧光团后,二氧化硫与其中心金属铂的配位反应导致配位场的能级重新排布,进而改变了配合物的发光性质。该配合物中存在双重荧光信号,其中8-羟基喹啉荧光团的荧光发射在SO2作用后剧增,藉此实现了SO2的比率荧光传感。实验发现:探针分子在水相中只对SO2或其模拟物有高选择性的荧光响应,而对其它阴离子或气体均无响应。
第三章介绍了一种基于轴向配位取代的一氧化氮气体的比率荧光传感体系。我们以简单的平面型过渡金属络合物作为气体结合单元,首先在过渡金属中心上通过轴向配位嫁接荧光团,在NO气体作用下,气体分子由于轴向配位能力比荧光团更强而通过配位取代置换出荧光团,使得体系的荧光信号出现显著的变化,藉此可以实现水溶液中NO的比率荧光传感。