含磷光铱配合物的水溶性共轭聚电解质的设计、合成与应用研究-光学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 研究生签名： 日期： 南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索； 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 研究生签名： 导师签名： 日期： 摘要 水溶性共轭聚电解质（CPEs）主要是由刚性的 π 共轭疏水主链和水溶性的离子侧链构成。 其独特的共轭主链骨架，使其在接收外界信号时，电子或者能量能够在主链上快速地迁移， 表现为信号放大的效应，从而在生物化学传感中能够大大地提高检测的灵敏度。磷光过渡金 属配合物具有高的量子效率、长的发射寿命、可调的发光波长、大的 Stokes 位移，以及可见 光激发和光稳定性好等特点，这使其在生物传感和细胞成像方面得到了广泛的应用。本文结 合水溶性共轭聚电解质和磷光过渡金属配合物两者的优势，将磷光过渡金属配合物引入到水 溶性共轭聚电解质主链中，得到了一类性能优异的含磷光过渡金属配合物的水溶性共轭聚电 解质材料，研究了其光物理性能，探索了其在化学生物传感（离子检测）和细胞成像方面的 应用。具体内容包括以下两个方面： 1. 设计、合成了一种荧光/磷光双发射水溶性共轭聚电解质氟离子探针，通过比率法和 荧光寿命成像 (FLIM) 技术实现在水溶液中和细胞内环境中对氟离子检测。通过共轭聚电解 质主链上聚芴单元和铱配合物单元对氟离子不同的光谱响应性，两段波长相对强度的变化实 现了一种比率法的检测。和常见的依赖单一荧光强度变化的生物探针相比，大大降低了信噪 比，提高了检测的灵敏度和准确性，其检测限可达 7 ppb。聚电解质在水溶液中形成的聚合物 纳米粒子（Pdots）随着氟离子的加入发光寿命也会变化，本章在活细胞中以磷光寿命变化为 基础应用于氟离子的检测，通过磷光寿命显微镜成像技术成功实现了在活细胞中对氟离子的 检测，并成功论证了基于寿命来检测离子的可行性。 2. 设计、合成了含过渡金属铱配合物的次氯酸根探针，该探针在甲醇/水体系中对次氯 酸根有很好的光谱响应性。加入次氯酸钠之前，在光激发下配合物溶液几乎不发光，这是由 于铱金属中心到配体的光致电子转移，猝灭了配合物的磷光；加入次氯酸钠之后，铱配合物 上的辅助配体肟基被次氯酸根氧化成了羧酸根，影响了配体的电子结构，这阻碍了铱配合物 的 PET 过程，使铱配合物的磷光呈现“turn-on”型变化。将此探针应用于细胞内次氯酸根的 检测，寿命成像和时间门成像都取得了良好的效果。同时，尝试将对次氯酸根有响应的铱配 合物引入到共轭聚电解质中，以实现在水溶液中对次氯酸根的比率法检测。 关键词: 水溶性共轭聚电解质，铱配合物，比率法，离子检测，细胞成像 I Abstract Water-soluble conjugated polyelectrolytes (CPEs) mainly composed of a rigid hydrophobic π-conjugated main chain and water-soluble ionic side chains. Its unique conjugated main chain skeleton, upon receipt of the external signal, the electrons or energy can fast migrate on the chain, showed signal amplification effect, resulting in greatly improve the detection sensitivity in biochemical sensing applications. Phosphorescent transition metal complexes (PTMC) exhibit several unique photophysical properties compared with pure organic l