论文部分内容阅读
吡咯甲叉衍生物是以吡咯甲叉(又称氟硼二吡咯,boron dipyrromethene, BODIPY)为基本结构的一类染料,具有摩尔消光系数e(λ)大、荧光量子产率F高、荧光发射线宽窄、溶解性好、溶液中不易自团聚、激发和发射波长在可见光区等优点,在生物标记、可调谐激光染料、荧光开关、荧光探针等方面得到广泛研究和应用。本文的工作以吡咯甲叉染料为对象,研究其衍生物在金属离子探测、固态可调谐染料激光介质及分布反馈波导方面的荧光及激光性能。在金属离子探测方面,设计合成了一种吡咯甲叉衍生物的荧光探针(ortho-methylated BODIPY, o-MBDP),以BODIPY结构作为探针的荧光信号单元,最大特点是在间隔基团(spacer)苯环的邻位上接有甲基,甲基的空间位阻效应提高了分子结构的刚性,限制了BODIPY基团和探针分子其他部分之间的转动,可更有效地抑制光致电子转移过程从而提高探测离子的灵敏度。将以乙腈和水为混合溶剂的o-MBDP探针溶液与多种金属离子溶液混合,其荧光发射光谱显示探针的荧光发射可被Ag+、Hg2+显著增强,且探针对Ag+检测灵敏度较好,可低至2×10-6mol/L。在固态可调谐激光介质方面,制备了吡咯甲叉染料PM567与二萘嵌苯染料P-red、香豆素类染料双掺或三掺的有机改性硅酸盐凝胶玻璃,通过计算、分析能量转移过程中的光物理参数,归纳和提出了相应的能量转移机理并测试了相关样品的激光性能,研究表明能量转移机理与染料掺杂浓度有关。由于染料间的能量转移,共掺染料有机改性凝胶玻璃的激光效率、可调谐波长范围、稳定性均比单掺染料时显著提高。在分布反馈波导方面,制备了PM567与P-red、香豆素共掺的含锆有机改性凝胶薄膜波导,AFM图像显示其具有较高的表面质量。通过自行搭建的分布反馈激光装置测试了其激光性能,由于PM567与其他共掺染料之间的能量转移,薄膜波导的可调谐激光输出范围达到70nm(564.5nm～635.1nm),激光效率比单掺薄膜提高一倍以上