论文部分内容阅读
荧光材料在传感器和光电功能器件研究中的地位举足轻重。传统的荧光分子由于聚集态下的荧光淬灭现象(Aggregation caused quenching,ACQ)严重地限制了其在检测领域的应用。2001年,唐本忠研究小组发现的聚集诱导发光(AIE)效应(即在溶液状态时不发光,而在固态时却呈现很强的发光特性)为设计高荧光量子产率的固态材料提供了一种新思路。利用该类化合物的AIE特性,使其作为荧光探针在分子、离子及生物检测领域得到广泛应用。四苯乙烯类(TPE)化合物因易于合成修饰及其较高的荧光量子产率已成为AIE领域的明星分子。另一方面,环糊精超分子(CD)因其光学相干性小及生物兼容性良好的特点在分子识别、光学材料和生物医药等领域具备潜在的应用价值。本文从分子设计角度出发,利用点击化学首次构筑了带有四苯乙烯疏水荧光单元和环糊精亲水单元的聚集诱导发光超分子化合物,并研究了该类超分子的AIE特性及其作为荧光探针在重金属离子检测中的应用:1.以Cu(I)催化的叠氮-炔1,3-偶极环加成反应(点击化学)为手段,将单炔基四苯乙烯与单叠氮环糊精点击桥联,构建了一种具备优良配位能力的三唑桥联四苯乙烯-环糊精单体AIE荧光探针(TPE-Triazole-CD),实现了中性环境中Cd2+的高灵敏度特异性检测。在有机溶剂/水混合溶液中,TPE-Triazole-CD呈现优异的AIE特性。该荧光探针在混合溶剂中可通过Cd2+诱导发生聚集,使TPE生色团中的苯环旋转受限,实现探针的荧光开关功能,并通过荧光滴定和Job’s曲线确定了TPE-Triazole-CD和Cd2+的配位摩尔比为2:1。该探针可实现中性环境中对Cd2+的高灵敏度特异性响应,检测下限可达10 nM。2.以上述工作为基础,本文开发了“一锅点击化学法”可同时制备一种四苯乙烯-环糊精二聚体AIE荧光探针(TPE-2Triazole-2CD)和一种三唑桥联天然环糊精手性固定相(Triazole-CD-CSP)。TPE-2Triazole-2CD在DMSO/H2O的混合溶剂体系中可实现对Zn2+的高灵敏度特异性检测,通过荧光滴定和Job’s曲线确定了TPE-2Triazole-2CD和Zn2+的配位摩尔比为3:1。此外,“一锅法”所获得的Triazole-CD-CSP能够实现丹磺酰亮氨酸(Dns-Leu)和丹磺酰蛋氨酸(Dns-Met)等手性化合物的高效手性拆分。综上所述,本文首次发展了基于环糊精超分子的AIE荧光探针的制备方法,对基于聚集诱导发光的新型功能材料的设计具有重要意义。