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分子传感器的重要特征就是能够将物质的化学组成信息转换为可测量的光电信号,因而具有灵敏度高、操作简便、易于实现快速检测的优点。由于它在能源、环境、生物、卫生防疫、军事国防中的重要应用,已成为目前国际分析化学前沿性研究热点之一。罗丹明类染料是一种性能优越的染料,其系列衍生物通常具有较大的摩尔吸收系数及较高的量子产率,作为荧光标记物在分析化学及分子生物学领域有很广泛的应用。本人在前人工作的基础上,设计合成了一系列以罗丹明类染料为信号报告基团的光学分子传感器。本论文共分四章,分别包括以下内容:
第一章绪论,首先简要介绍了光学分子传感器的基本概念、研究现状和发展趋势;其次重点综述了罗丹明内酰胺类化合物作为光学学分子传感器的研究进展、罗丹明类染料应用于汞离子传感的研究现状以及锌离子光学传感器的研究现状;最后,在对文献分析总结和本实验室工作的基础上,提出了本论文的研究设想。
第二章,研究了罗丹明B内酰邻苯二胺-DPA衍生物作为锌离子光学分子传感器的光谱性质。我们利用DPA基团对锌离子的强络合作用为识别驱动力,设计合成了罗丹明B内酰邻苯二胺-DPA衍生物作为纯水相识别锌离子的一种新型光化学分子传感器。该传感器具有以下特点:1)在纯水相及生理pH体系中,对锌离子的检测有较高的灵敏度;2)除汞离子略有干扰外,碱金属、碱土金属及其它过渡金属对其测定均无干扰,为实际的分析测定应用提供了极大的方便。
第三章,设计合成了一种基于硫代罗丹明6G内酰邻氨基吡啶开环机制的汞离子光学分子传感器,并研究了其光谱性质。该传感器利用探针分子与汞离子的强络合作用力为识别驱动力,建立了一种纯水相汞离子显色传感方法。研究结果表明,探针在水溶液中对汞离子体现出优异的识别专一性,对其它金属离子均无响应。基于这一事实,建立了荧光增强法测定汞离子的方法。由于汞离子是一常见的荧光猝灭剂,因此对汞离子的荧光传感多基于荧光猝灭原理。就实际检测而言,荧光增强法较荧光猝灭法具有更高的特异性。由于传感过程可以在较宽的pH范围和大量高浓度其它金属离子的共存下进行,具有良好的可操作性和实用性。利用该方法传感汞离子具有较高的分析灵敏度和较宽的线性范围。
第四章将实验工作中失败的例子加以总结,希望对以后的科研工作者有所启示,有所帮助。