新型熒光染料的合成及其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,環(huán)境中污染物的種類(lèi)正在被不斷的發(fā)現(xiàn),污染物的數(shù)量也在不斷增加,對(duì)環(huán)境中污染物分析手段的靈敏度,準(zhǔn)確性,特異性及方便性等方面的要求也越來(lái)越高。環(huán)境中污染物的分析手段有很多種,其中熒光分析法由于其具有靈敏度高、選擇性較好等的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到了國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注。本論文主要是進(jìn)行了一系列發(fā)光性能優(yōu)良的可以發(fā)長(zhǎng)壽命熒光的稀土配合物、普通熒光的萘酰亞胺、蒽衍生物及等熒光染料的設(shè)計(jì)與合成,并進(jìn)行了在環(huán)境中病原微生物、金屬離子、

2、微量水等方面的監(jiān)測(cè)應(yīng)用。所發(fā)展的方法都具有高靈敏度,操作方便等優(yōu)點(diǎn)。主要完成內(nèi)容如下:
　　 (1)提出了一種基于兩探針串聯(lián)的環(huán)境中常見(jiàn)病原微生物DNA的監(jiān)測(cè)方法。該模型包括了捕獲探針DNA1,識(shí)別探針DNA2和目標(biāo)探針DNA3。合成了幾種具有長(zhǎng)壽命熒光的稀土三元配合物,并選擇發(fā)光性能最好的:以噻吩甲酰三氟丙酮(TTA),5-氨基鄰菲噦啉(5-NH2-phen)為配體的稀土銪配合物,Eu(TTA)3(5-NH2-phen),(E

3、TN),然后通過(guò)修飾連接上免疫球蛋白:ETN-IgG,利用反相微乳液法,制備表面修飾活性基團(tuán)的核殼型納米顆粒。這樣的納米顆粒能夠十分便利地連接上寡聚核苷酸鏈以用于時(shí)間分辨熒光檢測(cè)。同時(shí),根據(jù)已報(bào)道的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌特異性基因片段用軟件Primer Premier5.0設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)所需的捕獲探針,識(shí)別探針和目標(biāo)探針序列。雜交過(guò)程中,先將帶氨基的捕獲探針DNAl共價(jià)固定在普通載玻片上,然后與識(shí)別探針DNA2,目標(biāo)探針DNA3在玻片表面

4、進(jìn)行雜交。最后,通過(guò)檢測(cè)玻片表面的熒光強(qiáng)度來(lái)達(dá)到監(jiān)測(cè)病原微生物的目的。這種方法具有選擇性好、雜交穩(wěn)定性好、高靈敏度和雜交時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),是一種微生物病原體監(jiān)測(cè)的有效方法(第2章)。
　　 (2)在基于發(fā)光納米顆粒的兩探針串聯(lián)的監(jiān)測(cè)模型上,建立了一種直接用長(zhǎng)壽命發(fā)光單分子為標(biāo)記物的病原微生物的監(jiān)測(cè)方法。用既帶有活性基團(tuán)又能發(fā)長(zhǎng)壽命熒光的稀土銪配合物,Eu(TTA)3(5-NH2-phen)直接作為標(biāo)記物。這種檢測(cè)方法操作起來(lái)更加方便

5、。并且具有雜交時(shí)間短,穩(wěn)定性令人滿(mǎn)意,選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。(第3章)。
　　 (3)合成了一種新型的硫脲類(lèi)熒光探針,9-蒽醛縮氨基硫脲(AnthT),并研究了該探針在測(cè)定環(huán)境樣品中痕量Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的應(yīng)用。通過(guò)研究不同金屬離子,Na(Ⅰ),Al(Ⅲ),Ba(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Co(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Ca(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cr(Ⅲ),Fe(Ⅲ),Pb(Ⅱ),Hg(Ⅱ)及Cu(Ⅱ)(相同濃度:5.0×10-5mol L-1)對(duì)

6、AnthT熒光強(qiáng)度的作用,發(fā)現(xiàn)只有Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)對(duì)AnthT的有顯著的熒光猝滅作用。在pH為7.2,激發(fā)波長(zhǎng)為411 nm的情況下,AnthT在水-乙醇溶液(20/5 v/v)中的熒光強(qiáng)度隨著Cu(Ⅱ)或Hg(Ⅱ)濃度的增加慢慢降低。此外,在一定的金屬離子濃度范圍內(nèi)該硫脲類(lèi)染料的熒光強(qiáng)度和金屬離子的濃度呈良好的線(xiàn)性關(guān)系,對(duì)Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)監(jiān)測(cè)的線(xiàn)性范圍分別為2×10-6.4×10-5 mol L-1和1×10-1×10-5

7、 mol L-1。該傳感系統(tǒng)表現(xiàn)出了令人滿(mǎn)意的靈敏度,操作方法簡(jiǎn)便,并且對(duì)于Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的檢測(cè)限低至8.9×10-8 mol L-1和3.3×10-8 mol1-1。該探針可以用于實(shí)際樣品中Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)濃度的測(cè)定(第4章)。
　　 (4)合成了一種新型的對(duì)極性敏感,具有可共聚端基雙鍵、性能優(yōu)良的熒光載體,N-烯丙基-4-嗎啉基-1,8-萘酰亞胺(AMN)。將AMN通過(guò)末端雙鍵在紫外光照下共價(jià)固定到硅烷化的玻片

8、表面。然后對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在激發(fā)波長(zhǎng)400 nm處,隨著水含量的增加,AMN的熒光強(qiáng)度顯著降低。在有機(jī)溶劑中水含量為0.00％至4.40％之間的時(shí)候,AMN的熒光強(qiáng)度和水含量呈現(xiàn)了很好的線(xiàn)性關(guān)系。該傳感體系表現(xiàn)出了令人滿(mǎn)意的重現(xiàn)性,具有靈敏度高,響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),通過(guò)共價(jià)固定的方法也大大減少了熒光載體的流失,提高了傳感器的穩(wěn)定性。另外,所制備的傳感體系對(duì)環(huán)境體系的pH不敏感,并且具有至少一個(gè)月的長(zhǎng)使用壽命(第5章)

9、。
　　 (5)合成了又一種對(duì)極性敏感的苯并噻噸二羧酸酐衍生物,N-(2-甲基丙烯酰胺)-苯并[k,1]噻噸-3,4-二甲酰亞胺(MBTD),該發(fā)光分子也通過(guò)末端雙鍵共價(jià)固定到玻片表面,用于監(jiān)測(cè)有機(jī)溶劑中的水含量。實(shí)驗(yàn)考察了不同有機(jī)溶劑對(duì)熒光載體的影響。結(jié)果表明溶劑極性對(duì)熒光載體的強(qiáng)度和斯托克斯位移都有著顯著的作用。在一定的水含量濃度范圍內(nèi),熒光強(qiáng)度與濃度呈現(xiàn)了良好的線(xiàn)性關(guān)系。該傳感器具有響應(yīng)速度快,重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),足以應(yīng)用于實(shí)