納米復合中性陰離子受體的合成及光學傳感性質研究.pdf

1、陰離子識別在生物學、醫(yī)學、化學和環(huán)境中均有著重要作用，所以基于分子識別和傳感的陰離子識別已經(jīng)成為超分子化學領域研究重要課題。目前已經(jīng)有很多關于陰離子識別的研究。但是受制于陰離子本身結構特點，對陰離子識別的研究遠沒有對陽離子識別的研究進行的深入。因而設計合成高選擇性、高靈敏性的陰離子受體具有相當?shù)奶魬?zhàn)性，已成為當今超分子化學領域中研究的焦點之一。硫脲是優(yōu)良的氫鍵給體，易與陰離子通過氫鍵相互作用，不易受溶液的pH值影響，已被廣泛地應用于陰離

2、子受體的設計和合成中?；瘜W識別傳感器一般包括兩部分，一是氫鍵給體的識別基團；二是光譜信號單元（熒光團、生色團等）。這兩部分是通過共價鍵相連的。本研究以納米金球體為建筑平臺，設計合成一系列的含硫脲基的有機陰離子受體，通過Au-S鍵的生成，使得有機陰離子鍵合單元有序組裝在納米金顆粒表面，構成有機鍵合單元和無機納米材料信號單元組成的復合陰離子傳感體系。借助有機鍵合單元和無機納米粒子材料的特殊性質，該受體通過氫鍵與客體陰離子相互作用，可以靈敏的

3、檢測、傳感特定的陰離子。對這類復合體系在陰離子傳感中可能會出現(xiàn)的一些新現(xiàn)象或者性質進行研究，開發(fā)出一類新型復合陰離子受體體系。
　　 第一章緒論
　　 陰離子特別是二羧酸離子在生物、環(huán)境、醫(yī)學領域起著非常重要的作用，陰離子的識別已經(jīng)成為超分子化學的一個重要組成部分。設計和合成能有效識別二羧酸陰離子的受體也越來越引起人們的關注，已經(jīng)成為近二十年來高分子科學，生物學，藥學，藥物制劑學等方面的研究重點和熱點。本章綜述了陰離子與

4、傳感器之間的作用方式、陰離子識別傳感器的設計、合成以及硫脲型陰離子傳感器（特別是鉗形硫脲型陰離子傳感器）的研究進展。
　　 第二章不同粒徑納米金顆粒的合成與表征
　　 由于金的特殊光學性質，納米金屬粒子特別是納米金粒子的表面修飾研究引起了人們的廣泛關注。納米金顆粒的光學性質主要是由它的激元共振效應引起的，這種發(fā)光受外部環(huán)境以及納米粒子團聚狀態(tài)的影響。納米金表面修飾自組裝膜或改變?nèi)軇┉h(huán)境都會改變等離激元共振效應，從而改變納

5、米金的發(fā)光效應。由于金具有特殊的光學性質，良好的生物兼容性，金納米顆粒很可能被廣泛應用于生物分子識別中。本章我們分別用檸檬酸鈉還原法和硼氫化鈉還原法（相轉移法）合成了13nm左右金顆粒和3nm左右?guī)€基保護的納米金顆粒。
　　 第三章線型硫脲/納米金顆粒復合受體
　　 合成了兩種不同的線型有機硫脲受體，并通過Au-S鍵的生成，使得有機陰離子鍵合單元有序組裝在納米金顆粒表面，構成有機鍵合單元和無機納米材料的信號單元組成的復合

6、陰離子傳感體系。通過紫外一可見分光光度計，在不斷加入不同陰離子的四丁基鹽的情況下，檢測了它們的紫外光譜變化，研究了它們的紫外一可見光譜性質。結果發(fā)現(xiàn)，此類受體對F-、Br-、I-、AcO-以及二羧酸離子響應均不大，說明它們之間的絡合強度不大。
　　 第四章鉗型硫脲/納米金顆粒復合受體
　　 用簡單的一步還原法，合成了一種能對丙二酸特定響應的、含硫脲基的鉗型有機-納米金球體復合陰離子受體。它通過多重氫鍵與陰離子發(fā)生相互作用

7、，使受體體系中納米金顆粒與有機體系之間的電荷分布發(fā)生改變，導致金顆粒表面等離激元共振的改變而引發(fā)其最大紫外吸收的改變，表現(xiàn)出對二羧酸陰離子的特定光學傳感效應。工作曲線(Job圖)表明鉗型硫脲/納米金顆粒復合受體與F-、Cl-、Br-、H2PO4-、CH3COO-等陰離子形成1:2型超分子配合物，而與二羧酸陰離子形成1:1型超分子配合物。識別作用的推動力源于兩個硫脲基與陰離子之間的多重氫鍵作用。受體在實驗范圍內(nèi)的二羧酸陰離子的絡合識別順序