一种水杨酸基席夫碱的荧光开开性质及其应用研究

论文摘要

荧光分子开关是指化合物分子受到特定的外来刺激时,其荧光信号强弱随之发生明显变化。这种荧光分子开关通常具有检测方便、灵敏度高、选择性好、响应迅速等优点,不仅可以广泛应用于化学分析,还有望作为分子逻辑材料应用于分子器件。本文合成了一种有荧光的水杨酸基席夫碱化合物,对其荧光开关性质进行了研究,并探讨了其在分析化学中的应用。本论文分为以下两个部分:首先,以2-吡啶甲醛和4-氨基水扬酸为原料,合成了水杨酸基席夫碱化合物4-（吡啶-2-亚甲基氨基）水杨酸（简称PA）,用红外光谱和LC-MS进行了表征。实验发现,往酸性的PA水溶液中加入Fe3+离子时其荧光能被显著的猝灭,而其他过渡金属离子如Zn2+,Cu2+,Ni2+,Co2+,Mn2+,Cr3+和Fe2+均不能猝灭其荧光。当向PA-Fe3+体系中加入有强配位能力的EDTA或还原剂如盐酸羟胺时,能解除Fe3+对PA的荧光猝灭作用,使体系荧光恢复。在此基础上可构建一个“OFF-ON”的双控荧光开关,当以PA-Fe3+体系为初始状态,以EDTA和盐酸羟胺两化学信号为输入,荧光强度为输出信号时,可构建OR分子荧光逻辑门。由于PA对Fe3+的响应有明显的荧光猝灭现象和良好的选择性,因此PA可作为一个灵敏度高、选择性好的Fe3+离子荧光探针使用,在优化的实验条件下,该方法的的线性范围为4.0×10-7 mol L-16.5×10-6 mol L-1,检出限为4.8×10-8 mol L-1。该方法可成功地应用于实际奶粉样品中铁含量的测定。向PA-Fe3+体系中加入与Fe3+离子有强配位能力的柠檬酸时,PA荧光恢复,且荧光增强程度与柠檬酸加入量成正比,在此基础上可建立检测柠檬酸的荧光增强方法。在最优化实验条件下,该方法测量的线性范围为2.0×10-6 mol L-12.0×10-5 mol L-1,检出限为2.2×10-7 mol L-1,且可成功的应用于汽水中柠檬酸含量的测定。并对上述荧光探针的工作机理做了初步的探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 分子开关和分子逻辑门
• 1.2 席夫碱荧光探针
• 1.3 本论文的设计思想和主要研究内容
• 2 水杨酸基席夫碱的合成及荧光开关性质的研究
• 2.1 主要药品及试剂
• 2.2 测试仪器
• 2.3 分子开关的合成
• 2.4 荧光开关性质的研究
• 2.5 OR 分子逻辑门的构建
• 2.6 本章小结
• 3 水杨酸基席夫碱荧光探针用于Fe（Ⅲ）及柠檬酸测定
• 3.1 主要药品及试剂
• 3.2 测试仪器
• 3.3 荧光探针用于Fe（Ⅲ）的测定
• 3.4 荧光探针用于柠檬酸的测定
• 3.5 作用机理探讨
• 3.6 本章小结
• 4 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 硕士期间发表论文情况