基于聚集诱导荧光增强机制分子识别检测探针的相关研究北京科技大学邓玉豪王建新廖敏杨运旭.pdfVIP

基于聚集诱导荧光增强机制分子识别检测探针的相关研 究 1 1 1 1* 邓玉豪 王建新 廖敏 杨运旭 （1.北京科技大学化学与生物工程学院 北京 100083） 摘 要 近些年来，荧光材料在传感器和光电功能器件的研究中占有非常重要的地 位，但大部分荧光材料在溶液中具有较强的荧光，而在聚集态时荧光减弱甚至发 生猝灭。2001 年，香港科技大学的唐本忠教授小组在Silole 家族的研究中发现 了与上述浓度猝灭效应截然相反的“聚集诱导发光”现象，简称AIE 效应，使人 们对有机发光材料的认识开拓了一个全新的角度。这类分子在溶液中不发光或者 发光很弱，而一旦处于聚集状态，如纳米颗粒或者固体薄膜，其发光效率大大增 强，可以达到其溶液状态荧光量子产率的上千倍。 受AIE 效应的启发，本课题设计合成了Probe-1、Probe-2 两种新型荧光探 针，通过紫外可见光谱 （UV）、红外光谱 （IR）、核磁共振 （NMR)、质谱 （MS）、 荧光光谱 （FL）对其结构与AIE 识别效应进行了表征。并发现了Probe-1对重金 属汞的离子的特异性识别作用，Probe-2 对重要药物鱼腥草素钠的特异性识别作 用，并且提出了Probe-1对汞离子、Probe-2 对鱼腥草素钠的AIE 识别机理。 本研究具有开发为便捷，廉价、快速、选择性好、灵敏度高，易于通过光纤 等实现对土壤重金属和生命体系中药物作用进行远程、实时、在线自动监测的荧 光探针的前景。 关键词：AIE 效应；荧光探针；汞离子；鱼腥草素钠 * 通讯联系人：E-mail:yxyang@ 1 引言 1.1课题研究背景 荧光材料在传感器和光电功能器件的研究中占有非常重要的地位，但大部分 荧光材料在溶液中具有较强的荧光，而在聚集态时荧光减弱甚至发生猝灭。[1] 2001 年，香港科技大学的唐本忠教授小组在Silole 家族的研究中发现了 与上述浓度猝灭效应截然相反的 “聚集诱导发光”现象，简称AIE 效应，使人 [2] 们对有机发光材料的认识开拓了一个全新的角度。 这类分子在溶液中不发光或 者发光很弱，而一旦处于聚集状态，如纳米颗粒或者固体薄膜，其发光效率大大 增强，可以达到其溶液状态荧光量子产率的上千倍。[3] 1.2 课题研究目的及意义 汞是一种易挥发的重金属元素，可以在大气层以及土壤、海洋等中聚集，汞 元素或汞离子一旦进入海洋，无机汞会在细菌的作用下会转化为有机汞(如甲基 汞)，并不断地在海洋中的生物体内累积，尤其是可食用的鱼类体内累积，最后 [4] 经食物链被人类吸收 。有机基汞会毒害神经，可导致感知、行为紊乱和神经损 伤，对机体造成以神经毒性和肾脏毒性为主的多系统损害从而对人类健康构成巨 [5] 大威胁 。 当前，传统的汞元素检测手段主要是原子吸收或发射光谱法、X 射线荧光光 谱法、电感耦合等离子体-质谱、核磁共振、比色法(如传统的双硫腙法)、电化 学方法(如阳极溶出伏安法、氧化还原电位法等)，但这些分析方法在实际应用中 [6] 因其需要昂贵的仪器、样品处理麻烦、实时性差等原因而受到限制。 因此，高 效、廉价、简捷的汞元素检测手段是一个目前解决的问题。目前，荧光探针由于 具有廉价、便捷、选择性好、灵敏度高，易于通过光纤实现对化学和生命体系中 的分析对象进行远程、实时、在线自动监测而极为引人注目。[7] 鱼腥草素钠为三白草科植物蕺菜 （houtuynia sulfite）全草挥发油中的一 种醛类成份的化学合成物。对肺炎双球菌，伤寒杆菌，金黄色葡萄球菌，大肠杆 [8] 菌及孢子丝菌等有明显抑制作用。 可提高机体免疫力增强患者白细胞的吞噬功 能，提高血清备解素水平，提高机体非特异性免疫力。注射液主要用于妇科的盆 腔炎、附件炎、慢性宫颈炎等。鱼腥草素钠是一种应用极为广泛的药物，开发对 鱼腥草素钠的实