荧光增强型镧系配位聚合物探针的构建及应用研究

论文摘要

近年来,由于镧系配位聚合物（LCPs）具有较大的斯托克斯位移、较长的荧光寿命以及尖锐的发射峰使其在分析传感领域应用越来越广泛,而基于此的增强型镧系荧光探针更是受到人们的青睐。本论文研究中设计、构建了四种荧光增强型镧系配位聚合物探针,并且分别特异性的检测了淀粉样蛋白、柠檬酸盐、鸟苷酸和锌离子。主要研究内容如下:（一）提出一种新的基于荧光增强检测Aβ1-40荧光探针的构建方案。在此,使用Tb3+作为发光中心、1,3,5-苯甲酸（BTC）作为构建单元、Cu2+作为信号调节剂以及识别单元,构建了一种新型有效的镧系荧光传感器（Cu-BTC/Tb）并用于阿尔茨海默病（AD）的生物标志物--β淀粉样蛋白（Aβ）单体的检测。由于Cu2+的猝灭效应,Cu-BTC/Tb基本上是不发光的。Aβ1-40与Cu2+具有很高的亲和力,而后会抑制Cu2+的猝灭效应,所以当Aβ1-40存在时,Cu-BTC/Tb会发射较强的荧光。在该实验中,传感器最低可检测浓度为0.3 nM,具有较高灵敏度。由于Cu-BTC/Tb在时间分辨模式下具有消除背景荧光的能力,因此可用于人血浆中Aβ1-40的检测。（二）利用铽离子(Tb3+)作为发光中心,鸟苷酸（GMP）作为有机配体,设计一种基于Tb-GMP的柠檬酸盐（Cit）生物传感器。Tb-GMP是弱发光的,加入Cit后,观察到6.5倍的荧光增强,因为Cit取代Tb3+表面的配位水分子,从而增加了GMP到Tb3+的分子内有效能量转移。在该研究中,Tb-GMP的荧光强度对4至300μM浓度范围内的Cit显示出良好的线性响应。由于Tb-GMP能够消除背景荧光,在时间分辨荧光模式下,对尿液中Cit的浓度进行了检测,结果令人满意。（三）通过柠檬酸盐（Cit）和镧系离子(Tb3+)的自组装反应,制备了一种具有鸟苷酸（GMP）荧光传感功能的的新型镧系配位聚合物探针。Tb-Cit传感器荧光非常弱,在引入GMP后形成Tb-Cit/GMP后,荧光强度增加了15倍。荧光探针对GMP具有良好的选择性和高灵敏度,检出限为0.15μM。Tb-Cit纳米传感器具有长达毫秒的发光寿命,可通过时间分辨荧光模式检测婴儿配方奶粉和火腿中的GMP。（四）制备一种基于核苷酸测定Zn2+的镧系配位聚合物探针。探针由Eu3+和鸟苷酸（GMP）组成,表示为Eu-GMP。Eu-GMP几乎不发光,有趣的是,由于Zn2+的加入能引起从GMP到Eu3+的更有效的能量转移,从而观察到显著的荧光增强。Eu-GMP在614 nm处的荧光强度与Zn2+浓度（4μM-240μM）呈线性关系。由于探针的长荧光寿命,用于血清中Zn2+测定时,Eu-GMP显示出卓越的表现。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 荧光探针
•     1.1.1 荧光
•     1.1.2 荧光探针
•     1.1.3 荧光增强型探针
•   1.2 镧系配位聚合物
•     1.2.1 镧系元素
•     1.2.2 能量状态和选择规则
•     1.2.3 镧系配位聚合物的发光机制
•   1.3 荧光增强型镧系配位聚合物探针的应用
•     1.3.1 荧光增强型镧系配位聚合物探针检测阴离子
•     1.3.2 荧光增强型镧系配位聚合物探针检测气体分子
•     1.3.3 荧光增强型镧系配位聚合物探针检测金属阳离子
•     1.3.4 荧光增强型镧系配位聚合物探针检测小分子
•   1.4 实验设想和研究意义
• 2 实验部分
•   2.1 实验药品和仪器
•     2.1.1 实验用主要实验药品
•     2.1.2 主要实验仪器
•   2.2 镧系配位聚合物的表征方法
•     2.2.1 扫描电子显微镜（SEM）
•     2.2.2 能量色散X射线光谱仪（EDX）
•     2.2.3 X射线衍射（XRD）
•     2.2.4 傅里叶变换红外光谱（FTIR）
•     2.2.5 紫外光谱（UV）
•     2.2.6 荧光光谱（FL）
• 3 镧系配位聚合物:基于荧光增强检测β-淀粉样蛋白
•   3.1 引言
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 合成Cu-BTC
•     3.2.2 合成Tb-BTC
•     3.2.3 合成Cu-BTC/Tb
•     3.2.4 Aβ单体和寡聚体溶液的制备
• 1-40的荧光测定'>    3.2.5 Aβ_1-40的荧光测定
• 1-40的测定'>    3.2.6 实际样品中Aβ_1-40的测定
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 材料合成与表征
•     3.3.2 Cu-BTC/Tb的荧光行为
• 1-40的测定性能'>    3.3.3 Aβ_1-40的测定性能
•     3.3.4 检测人血浆中的Aβ1-
•   3.4 小结
• 4 荧光增强型镧系配位聚合物探针用于尿液中柠檬酸盐的检测
•   4.1 引言
•   4.2 实验方法
•     4.2.1 合成Tb-GMP
•     4.2.2 Tb-GMP测定水溶液中的Cit
•     4.2.3 检测尿样中的Cit
•   4.3 结果与讨论
•     4.3.1 Tb-GMP的表征及其对Cit的响应
•     4.3.2 Tb-GMP探针的荧光性能
•     4.3.3 Tb-GMP测定水溶液中Cit
•     4.3.4 Tb-GMP探针对Cit的选择性
•     4.3.5 尿样中Cit的测定
•   4.4 小结
• 5 新型荧光增强型镧系配位聚合物纳米粒子:制备及检测鸟苷酸
•   5.1 引言
•   5.2 实验部分
•     5.2.1 Tb-Cit的制备
•     5.2.2 水溶液中GMP的测定
•     5.2.3 婴儿配方奶粉和火腿中GMP的测定
•   5.3 结果与讨论
•     5.3.1 Tb-Cit的制备、特性及其对GMP的响应
•     5.3.2 Tb-Cit的荧光行为
•     5.3.3 水溶液中GMP的检测性能
•     5.3.4 Tb-Cit对 GMP检测的选择性
•     5.3.5 基于时间分辨荧光检测婴儿配方食品和火腿中的GMP
•   5.4 小结
• 6 基于荧光增强的镧系配位聚合物纳米粒子探针检测血清中锌离子
•   6.1 引言
•   6.2 实验方法
•     6.2.1 Eu-GMP的制备
• 2+'>    6.2.2 在水溶液中测定Zn²⁺
• 2+的测定'>    6.2.3 人血清中Zn²⁺的测定
•   6.3 结果与讨论
•     6.3.1 Eu-GMP纳米粒子的合成与表征
•     6.3.2 Eu-GMP的荧光行为
• 2+的检测'>    6.3.3 Zn²⁺的检测
• 2+的测定'>    6.3.4 人血清中Zn²⁺的测定
•   6.4 小结
• 7 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 申豪爽

导师: 刘道胜,瞿鹏,刘保霞

关键词: 镧系配位聚合物,荧光

来源: 辽宁石油化工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,化学,化学

单位: 辽宁石油化工大学

分类号: O657.3;Q503;O641.4

DOI: 10.27023/d.cnki.gfssc.2019.000167

总页数: 75

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