卤素离子化学传感器研究进展

卤素离子在化学、生物学以及材料学等方面都具有十分重要的作用.在生物体中,氟化物浓度的大小对生物体健康有着重要的影响;卤素化合物经常作为一种阻燃剂被添加到塑料等聚合物产品中,用以提高燃点.因此对于卤素离子的检测具有特别重要的意义.光化学传感器通常是指比色和荧光传感器,它具有选择性好以及灵敏度高等优点.近年来,一些基于卤素离子的化学传感器被广泛地报道.根据主客体分子的类型,卤素离子化学传感器主要包括氟离子化学传感器、碘离子化学传感器、双通道卤素离子化学传感器以及功能化卤素离子化学传感器.综述了近年来不同类型的卤素离子化学传感器的研究进展,总结了该类传感器的合成策略,对未来卤素离子化学传感器的研究方向进行了展望.     

杯芳烃化学传感器的研究进展

杯芳烃衍生化得到不同结构和功能基团的主体分子。通过主客体分子作用可包结、螯合客体分子,并可作为敏感材料应用在离子选择电极、离子敏感场效应管、离子光导膜、压电晶体等各种类型的化学传感器上,用于离子和中性分子的识别和检测。     

含萘基团对铜离子具有高选择性的化学荧光传感器

设计合成了一种新的含萘和二吡啶甲基胺基团的荧光化学传感器,并利用氢核磁波谱和质谱对其结构进行了表征.新合成的化合物在乙腈和水的混合溶液中表现出了对二价铜离子具有很高的选择性,与铜离子的键合增强了其荧光强度.荧光和激发光谱滴定表明传感器分子与二价铜离子形成了1∶2的配合物.化合物中的N与铜离子的配位阻止了电子从分子中的N...     

焦磷酸根离子化学传感器的研究进展

离子广泛存在于自然界,在生物、医药、化学和环境科学等领域均起着重要作用。焦磷酸根离子(P₂O₇^4-,缩写为PPi)参与人体内遗传物质DNA的复制和供能物质三磷酸腺苷(ATP)的合成,其含量的高低与一些疾病(比如癌症)的进展密切相关。实时选择性识别与检测PPi对生命活动的观测、疾病的诊断与生态环境的监测均具有重要的意义。因此,基于主客体化学的PPi离子高选择性化学传感器的设计与合成引起了人们的广泛关注,已成为超分子化学研究的热门领域。本文综述了近几年用于识别与检测PPi的化学传感器的研究进展,分析了其优势及不足,并对其应用前景进行了展望。     

可用于连续识别Cu^2+和阴离子、中性分子荧光探针的研究进展

铜(Cu)含量的高低直接影响着生命体的正常运转和自然体系的平衡.检测铜离子的方法多种多样,其中具有较高敏感度和选择性的荧光化学传感器应用更加广泛.综述了以Cu^2+为基的荧光化学传感器通过"替换"法实现了对阴离子S^2-, CN^-, H2PO4^-, PPi和I^-以及中性分子ATP、ADP和生物硫醇等的连续识别的研究进展.     

借助聚丙烯酸制备铜粒子修饰电极并用于双氧水的电催化性能研究

利用羧基对金属离子的络合作用在电极表面原位制备金属粒子用于电催化过氧化氢(H2O2). 首先在电极表面电沉积聚丙烯酸, 然后化学吸附铜离子, 再用水合肼将其还原成零价铜. 铜粒子簇均匀分散在聚丙烯酸网络中, 其尺寸可通过吸附铜离子的数量和吸附-还原次数来控制. 由于铜微粒的电催化作用, 该修饰电极对H2O2表现出了良好的电流响应. 运用该方法可以在电极表面制备多种金属微粒, 并且聚丙烯酸的自由羧基可以与氨基反应, 从而可共价固定带氨基的酶和抗体, 有望构建多种新型的化学和生物传感器.     

光化学传感器的设计、合成及识别性能研究

光化学传感器被广泛地用于检测各种金属离子和阴离子.荧光化学传感器具有选择性好、灵敏度高、简便快速等优点,比色化学传感器则可不借助于任何昂贵的仪器设备而直接用肉眼识别.本论文分别以黄酮﹑香豆素作为发光基团,设计、合成了识别氟离子(F-)和生物巯基化合物(还原性谷胱甘肽和半胱氨酸)的光化学传感器,并研究了其光谱性质和识别机制,另外我们对基于多孔硅的光化学传感器方面进行了一些初步尝试,取得了一些有意义的结果.     

以Sephadex为基质的光纤铜传感器的研究

本文发展了一种新的光纤铜传感器, 用DEAE Sephadex为基质, 通过电价键固定亚硝基红盐作为指示剂, 该传感层在520nm波长下, 反射光强度的变化与铜离子的浓度呈函数关系。用流动法和平衡法对传感器特性进行了研究, 响应时间为5秒,且可逆性好, 已成功应用于自来水和废水中痕量铜离子的直接测定。     

多肽荧光传感器检测铜离子

基于铜离子对罗丹明B标记的多肽的荧光猝灭作用, 构建了一种用于铜离子检测的荧光传感器. 利用共振光散射分析、 紫外-可见吸收光谱、 荧光寿命测试和圆二色光谱研究了铜离子检测的传感机理, 发现铜离子的加入诱导多肽结构发生变化而使罗丹明B荧光团彼此靠近, 从而导致铜离子与多肽之间发生聚集诱导荧光猝灭. 实验结果表明, 该传感器检测铜离子的线性范围为5×10^?4~1×10^?2 μmol/L和0.1~7 μmol/L, 检出限为0.29 nmol/L, 且拥有良好的选择性, 能用于湖水样品中铜离子的检测.     

基于有机硅化合物的反应型氟离子荧光化学传感器

作为半径最小的阴离子,氟离子(F-)表现出高电负性和强碱性,因而具有特殊的化学性质。由于F-与人类健康和环境安全密切相关,因此它的识别与检测已引起了人们极大的关注。到目前为止,用于选择性检测F-的荧光化学传感器已有大量报道,这些传感器主要是基于有机硼化合物和氢键质子给体。与这些传感器相比,反应型传感器具有更高的选择性,并且更容易在水环境中实现F-检测。本文根据有机硅化合物的结构不同,分别综述了近年来基于硅醚、硅炔及其他有机硅化合物的反应型氟离子荧光化学传感器的合成研究进展,其中包括本课题组的一些研究工作。     

水相中氟离子的快速检测成功实现

近年来,离子识别作为仿生学中重要的分支领域受到了化学研究者的极大关注。光化学传感器由于具有高灵敏度、可实时检测等优势,在分子识别和传感器的应用方面得到蓬勃发展。在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的共同支持下,化学研究所光化学院重点实验室的课题组多年来致力于对离子识别方法学的研究,曾提出了离子置换方法,     

几类新型中性载体的合成

本文为 满足研制钠离子选择电极的需要, 根据主客体化学, 配位化学和离子选择电极等理论,设计并合成了三类新型冠醚化合物, 它们的结构经元素分析, 红外, 核磁共振和质谱数据确证.     

功能肽段介导的铜离子荧光传感器的构建及应用

铜离子是导致多种疾病(如阿尔茨海默病、朊病毒病和肌萎缩性侧索硬化症等)的重要因素。当前已有针对铜离子检测的相关报道,但基于多肽与铜离子相互作用的荧光传感器鲜有关注。该文依据淀粉样蛋白与铜离子特异性结合的特点,利用已知的淀粉样蛋白组成单元,设计出能与铜离子有序配位的多肽分子(DDAEGHARHCR)。同时,借助于“多肽-铜离子-钙黄绿素”三元竞争体系,构建出铜离子的荧光恢复性传感器。铜离子能有效地猝灭钙黄绿素的荧光信号。而当向钙黄绿素-铜离子体系引入功能肽段时,肽段凭借更强的结合能力将铜离子夺取出来,极大地恢复体系的荧光信号,进而完成对铜离子的传感检测。在对体系的反应温度、反应时间、pH值、钙黄绿素浓度等实验参数进行优化后,实现了对环境水样中铜离子的高灵敏检测。该方法对铜离子检出限为127 nmol/L,线性范围为0.12~13 μmol/L,具有简单、快速、高效、稳定性好等特点,满足环境水样的检测需求,在水体中铜离子含量的监测与分析方面展现出良好的应用潜力。     

二价金属离子对含铜水滑石结构稳定性的影响

通过构建不同的二价金属离子(M²⁺=Mg²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺, Co²⁺)部分取代铜离子形成CuM₂Al 水滑石(CuM₂Al-LDHs)的周期性模型, 基于密度泛函理论(DFT), 用CASTEP程序模块对周期性模型进行几何全优化和性质计算, 通过分析各体系的结构参数、电子排布、Mulliken 电荷布居、氢键、结合能, 总结出含铜水滑石体系结构的稳定性规律. 计算结果表明: 在CuM₂Al-LDHs 体系中, 主客体间作用力对层板厚度的影响占主要因素; M离子对中心三价铝离子的影响较小, 对二价铜离子的影响较大, 其中价电子均匀排布的M离子对铜的畸变影响小于价电子不均匀排布的M离子. 另外在价电子均匀排布的CuM₂Al-LDHs 体系中, 主客体间的静电作用力和氢键强度逐渐增强. 总体上, 随着M离子周期数的增加, 体系的畸变角增大, 结合能绝对值逐渐减小, 体系的稳定性下降. 价电子不均匀排布的CuCo₂Al-LDHs 体系的稳定性最差. 这有助于从理论上更好地认识含铜水滑石的合成规律.     

基于有机硼化合物的氟离子化学传感器的研究进展

有机硼化合物中硼原子空的pπ轨道使其作为路易斯酸能够选择性的结合氟离子,其与氟离子的结合破坏了硼中心与芳香取代基的pπ-π共轭,引起有机硼化合物光物理性质的变化。因此,有机硼化合物能够用作高选择性的氟离子化学传感器材料。本文从具有三芳基硼结构及硼酸或硼酸酯结构的这两类有机硼化合物出发,综述了它们在氟离子化学传感器领域的研究进展。     

方酸染料在离子识别中的研究

作为一种新型的有机功能染料,方酸染料正引起化学界的极大兴趣.由于其特殊的D-A-D结构,方酸染料在可见一近红外区有强烈的吸收和荧光发射,因而越来越多地被应用在离子检测中.本文综述了近期方酸染料化学传感器的发展和应用,分别介绍了方酸染料在阳离子识别和阴离子识别中的分子设计、作用机理及应用,重点综述了方酸染料对汞、铜和锌等...     

基于石墨烯修饰碳电极的铜离子印迹电化学传感器的制备与应用

以铜离子为模板,多巴胺为功能单体,采用电聚合法在石墨烯修饰碳电极表面成功制备对铜离子有高选择性和灵敏性的印迹电化学传感器。采用差分脉冲伏安法和循环伏安法对该印迹传感器的电化学行为进行详细研究。在优化检测条件下,该印迹电化学传感器的响应电流与铜离子浓度的负对数在5.0×10~(-6)~5.0×10~(-11)mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,最低检测限为1.0×10~(-11)mol/L。该印迹电化学传感器成功用于实际水样中的微量铜离子分析。     

基于罗丹明-B的双通道铜离子荧光探针及其活细胞的应用(英文)

本文介绍了一种紫外-可见和荧光双通道铜离子探针,该探针基于罗丹明-B,通过水合肼为桥梁来连接三苯胺,便利而廉价。其在水体系下对铜离子显示出了良好的选择性和极高的灵敏度(2.78×10-8mol·L-1)。并且,通过初步的活细胞测试,表明该铜离子探针有着良好的生物相容性和细胞穿透性,在生物、医药领域有着非常大的潜力。     

吡咯并[2,1,5-cd]中氮茚酰腙衍生物的合成及Cu2+荧光探针行为

设计合成了吡咯并[2,1,5-cd]中氮茚酰腙衍生物6. 测试了其紫外光谱和荧光光谱, 研究了其对铜离子的选择性识别作用. 结果表明, 化合物6作为铜离子荧光探针, 受常见离子干扰较小, 对于铜离子有着较高的选择性和较低的检出限.     

离子液体在环境与生物样品分析中的应用及研究进展

离子液体作为一类安全稳定、环境友好的新型介质,因其具有别于传统挥发性有机溶剂的独特的性质,开始用于化学研究的很多领域.在分析检测中,离子液体的研究主要集中在分离富集、电化学分析与传感器、光谱与质谱等方面.本文评述了离子液体在这些领域的应用,并对其前景进行了展望.