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自从聚集诱导荧光发射(AIE)现象被发现后,具有该现象的分子由于其优异的发光性能而备受关注,并且在化学/生物传感、有机发光器件等方面有着广泛的应用。其中最简单的一类AIE分子四苯乙烯被研究的最为深入。本论文在已有基础上继续合成新的四苯乙烯衍生物并开发基于其AIE效应的生物传感,另外,我们通过化学方法对四苯乙烯进行修饰得到发射波长可调的各类衍生物。主要研究总结如下:
1.设计构建了基于四苯乙烯磷酸分子聚集诱导荧光发射效应(AIE)的荧光“点亮”ALP酶活性检测及其抑制剂筛选的传感。我们合成出四苯乙烯磷酸分子,利用它被ALP酶水解后生成的产物水溶性较差,发生聚集从而诱导荧光发射,成功地实现ALP酶的活性分析和抑制剂筛选。并且我们还实现了细胞中ALP酶活性检测。
2.设计构建了基于蒽季铵盐化合物的ACQ效应和四苯乙烯季铵盐化合物的AIE效应的荧光比例型肝素检测传感。通过文献报道方法合成出这两类季胺盐化合物。将这两类化合物结合到一起,利用它们在聚集时荧光发射相反的变化,建立了一种荧光比例型检测肝素的方法。对肝素的最低检测限为20nM,并且具有很好的选择性。另外,我们还实验了血清中肝素检测的可行性。
3.通过引入电子给体(甲氧基)和受体(二氰基),我们设计合成了不同颜色发射的四苯乙烯衍生物。研究了它们的吸收和发射光谱性质。随着电子给受体作用的逐渐增强,它们的发射逐渐从绿色红移到红色。另外,电子受体的取代位置对发射影响较大。最后,我们还研究了它们微晶的二维光波导行为。
4.通过单键将四苯乙烯两个苯环连起来,我们设计合成一系列芴苯乙烯衍生物。我们发现它们具有发射蓝光和黄绿光的两种晶态和橙色的无定形态。研究得出不同波长的发射是由于晶体中分子构象不同造成的。通过加热可以实现晶体到晶体的转化,晶体和无定形态之间的转化通过加热和研磨都可以实现。继续探讨了烷基链对芴苯乙烯发射行为的影响。最后研究了晶体的光波导性能、自发发射放大以及激光应用。
5.利用CTAB辅助自组装,我们对芴苯乙烯的不同发射形态的可控组装进行了研究。我们通过改变CTAB的浓度得到具有三种发射颜色和发光效率的组装体。通过相关XRD和光物理研究,表明这三种组装体的不同发射行为主要是由于分子构象的不同造成的,与该化合物的两种晶态和无定形态一一对应。