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华中科技大学
硕士学位论文
超分子水凝胶对客体分子荧光增敏的研究
姓名:李雪
申请学位级别:硕士
专业:分析化学
指导教师:王宏
2011-01-09
华中科技大学硕士学位论文
摘要
超分子凝胶是由凝胶因子聚集组装形成三维网络结构的准固态,这种独特的结构
使客体荧光分子在其中表现出不同于在溶液中的荧光行为。
本文首先研究了由凝胶因子二苯甲酰胱氨酸(N,N-dibenzoyl-L-cystine, DBC)形
成的超分子水凝胶对稀土离子 Eu(III)的荧光增强作用和机理;接着研究了由凝胶因子
二苄叉山梨醇(1,3:2,4-di-O-benzylidene-D-sorbotol, DBS)形成的超分子水凝胶对铽-
普卢利沙星络合物(Tb-PUFX)的荧光增强作用;最后研究了 DBC 超分子水凝胶对***离
子和氢离子的响应特性。研究结果如下:
1、Eu(III)在 DBC 凝胶中的荧光强度较其溶液中大为增强。变温荧光光谱表明
Eu(III) 在 DBC 凝胶中的荧光增强作用具有热可逆性;时间分辨荧光显示 Eu(III)在凝
胶态的荧光寿命高于溶液中。Eu(III)的存在明显提高了凝胶的相转变温度,场发射扫
描电镜照片显示 Eu(III)的加入使 DBC 聚集体的三维网络结构更加致密。紫外光谱与
红外光谱表明 Eu(III)与 DBC 分子存在相互作用,形成 Eu(III)复合物。以上结果表明
Eu(III)与 DBC 聚集体发生络合作用导致 Eu(III) 在 DBC 凝胶中荧光增强。
2、稳态荧光光谱表明 DBS 超分子水凝胶能增敏 Tb-PUFX 的荧光。荧光照片显
示 Tb-PUFX 在超分子水凝胶中均匀分布。变温荧光光谱显示随温度提高,Tb-PUFX
荧光强度降低,温度降低则荧光增强,表明 DBS 凝胶对 Tb-PUFX 的荧光增敏具有热
可逆性。时间分辨荧光显示 Tb-PUFX 在凝胶中的荧光衰减速率低于溶液态荧光衰减
速率。Tb-PUFX 在 DBS 凝胶中荧光增强的原因是 DBS 聚集体使 Tb-PUFX 在超分子
凝胶中运动速度减慢,降低了其碰撞猝灭非辐射跃迁的几率。
-
3、采用邻菲啰啉钌()Ⅱ配合物(Ru(Phen)3Cl2) 作为荧光探针研究了 DBC 凝胶对 F
+ -
和 H 的响应。研究结果发现 DBC 凝胶中 Ru(Phen)3Cl2 荧光强度随 F 浓度的增加而降
低而随 H+浓度的增加而增加,其相转变温度也随之改变,显示 DBC 凝胶对 F-和 H+
的响应;这种响应特性是由于 F-能破坏 DBC 聚集体之间的氢键和 H+浓度影响 DBC
分子结构上的羧基的解离程度所致。
关键词:超分子水凝胶;荧光增强;Eu(III);Tb-PUFX;***离子响应;氢离子响应
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Supramolecular gel is a kind of solid-like gel which has 3D matrix formed by
self-assembly of gelator in solvent. This unique 3D matrix of supramolecular gel leads to
the different fluorescent behaviors of the guest molecules in supramolecular gels from that
in solution.
In this paper, the fluorescent enhancement of rare earth ion Eu(III) and Tb-PUFX in
supramolecular hydrogels which formed by N, N-dibenzoyl-L-cystine (DBC) and
1,3:2,4-di-O-benzylidene-D-sorbitol (DBS) respectively were studied. The response of
- +
DBC hydrogel to F and H probed by Ru(Phen)3 Cl2 was investigated. The results are as
follows:
1. It was found that the fluorescence of Eu(III) in the DBC supramolecular gel increased
pared with that in solutio