【摘 要】
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硫化氢（H2S）是工业生产环境中的主要污染物之一,与人体生理健康密切相关。然而,大多数报道的以传统发光材料为荧光团的分子探针,在聚集状态下通常显示出典型的聚集荧光淬灭（ACQ）现象,极大限制了它们在固态条件下的进一步应用。因此,实现传统荧光团从ACQ到聚集诱导发光（AIE）的转化,开发新型AIE荧光分子探针具有重要意义。本文设计并合成一系列具有AIE特性的萘酰亚胺类荧光团（o-TPANI-OH,o
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硫化氢（H2S）是工业生产环境中的主要污染物之一,与人体生理健康密切相关。然而,大多数报道的以传统发光材料为荧光团的分子探针,在聚集状态下通常显示出典型的聚集荧光淬灭（ACQ）现象,极大限制了它们在固态条件下的进一步应用。因此,实现传统荧光团从ACQ到聚集诱导发光（AIE）的转化,开发新型AIE荧光分子探针具有重要意义。本文设计并合成一系列具有AIE特性的萘酰亚胺类荧光团（o-TPANI-OH,o-PCZNI-OH,p-TPANI-OH和p-PCZNI-OH）,并在此基础上进一步修饰,成功制备4种新型AIE荧光分子探针（o-TPANI-DNs,o-PCZNI-DNs,p-TPANI-DNs和p-PCZNI-DNs）。通过不同条件下的荧光光谱、DLS和SEM等测试,证明了所合成荧光团具有出色的TICT和AIE效应,在固体粉末状态下显示出橙黄色和黄绿色荧光,具有较高荧光量子产率,其中p-TPANI-OH绝对量子产率为17.18%,扭曲的D-π-A结构成功将萘酰亚胺从ACQ系统转变为AIE系统。本文对荧光探针的检测性能进行了分析研究,主要包括:紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、时间动力学实验、浓度滴定实验、干扰离子竞争实验、p H稳定性实验。结果表明:4种探针均显示出较大的斯托克斯位移（＞120 nm）、快速时间响应（3 min）、高灵敏度（LOD＜0.206μM）以及较宽的p H响应范围（p H=3.0-9.0）;对H2S均表现出明显的荧光“开启”响应,荧光强度可增加到自由探针的50倍以上,其中o-TPANI-DNs更是实现了80倍荧光增强;并且探针在0-30μM范围内对H2S浓度有较好的线性关系,适用于大多数生物学分析和环境中的应用。更重要的是,凭借其优异的AIE特性,制成的便携式测试条可以方便、快速、灵敏地在现场检测H2S,显示出潜在的实际应用价值。此外,本文通过~1H NMR、LC-MS等手段并结合量子化学计算进一步对探针的响应机制和发光性能进行了深入研究,结果表明:荧光团中扭曲的D-π-A结构,可以有效增强分子内运动限制（RIMs）并防止分子间π-π堆积,减少了非辐射跃迁从而实现聚集诱导发光;探针结构中识别基团的强吸电子效应通过光诱导电子转移（d-PET）过程淬灭荧光,使得探针本身不发荧光,而H2S会诱导磺酸酯键断裂,并释放前体荧光团,消除d-PET并开启AIE和TICT过程,荧光团恢复荧光,从而实现了对H2S的荧光“开启”响应。
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