氟离子荧光探针的表征及应用于分子逻辑门

菜单

化学

毕业论文

摘要.I

Abstract...II

目录...III

1.前言1

1.1基于BODIPY类荧光传感器介绍...1

1.2氟离子荧光探针概述.2

1.3分子器件及分子逻辑门介绍2

1.3.1AND逻辑门..4

1.3.2NOR逻辑门..5

1.3.3INH逻辑门...5

1.3.4XOR逻辑门..6

2.新型氟离子荧光探针S1的合成..8

3.氟离子荧光探针S1的表征...9

3.1不同溶液对S1光学性质的影响..9

3.2不同离子对S1光学性质的影响10

3.3S1与F-

结合模式的研究..11

3.3.1Job’splot曲线分析11

3.3.2

HNMR分析..13

4.氟离子荧光探针S1应用于分子逻辑门14

5.总结16

6.参考文献16

7.致谢19
1. 前言氟离子作为最小的阴离子，具有高电荷密度和极高的化学反应活性，在不同的生理过程中发挥着不可或缺的作用。氟是人体所必需的微量元素，常被用作添加剂，用在牙膏、药物甚至是饮用水中，适量的氟化物摄入可以预防龋齿、治疗骨质疏松症[1]。然而，高浓度的氟化物摄入对人体的危害很大，轻则会影响牙齿和骨骼的生长发育，出现氟化骨症、氟斑牙等慢性氟中毒症状，重则引起心律不齐、恶心、呕吐等急性氟中毒[2]。过量的氟离子对蛋白质和 DNA 的合成都有抑制作用，使得免疫系统代谢紊乱，最终使机体免疫能力下降。过量的氟还会导致动物血压下降甚至贫血，影响动物的生长发育。因此，发展一种有效而又灵敏的探测 F-的方法十分重要。相较于传统的检测方法，如原子吸收光谱法、离子色谱法和伏安法等，目前的研究更多地集中于发展荧光传感器，其原因在于其具有的诸多优点，如低成本，简单方便，高灵敏度，实时探测和重现性好等[3]。随着各种荧光传感器的发展，除了应用于离子检测，由于其具有的特殊的光物理性能，也常被应用于分子逻辑门研究中。分子逻辑门是分子计算机的重要组成部分，能够在分子水平上将化学、电学、光学的输入转换为可检测的输出信号。近年来，随着对材料小型化的不断追求，分子逻辑门得到了极大地发展。受 de silva 及其团队于1993年所做的开创性工作的启发[4]，许多分子逻辑门相继被发现，包括 AND,NOT,OR,XOR,XNOR 和 INHIBT等[5]。 1.1 基于 BODIPY 类荧光传感器介绍 BODIPY(4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-引达省，二氟硼二吡咯，结构如图 1.1 所示)是一类新型荧光传感器。尽管早在 1968年，Tribs和 Kreuzer[6]首先报道了BODIPY，但直到20 世纪 90年代，人们才认识到 BODIPY在电致发光器件、固态太阳能集中器、荧光传感器等方面的应用[7]。BODIPY具有许多的优良性能，其具有良好的溶解性能，对光和化学有较好的稳定性，有着较高的荧光量子产率 Φ和摩尔吸光系数ε(λ)，另外在狭窄的发射频率内有着较高的峰值强度[8]，这些优异的性能使得其越来越受到科学家的关注。并且，通过对BODIPY 相应位点进行修饰，可以调节这类化合物的光谱和光物理特性。