可见-近红外化学发光材料的设计、合成及应用研究-文献详情-维普官网

文献检索

任意字段

文献信息

任意字段
主题词
篇关摘
篇名
关键词
摘要
作者
第一作者
作者单位
刊名
中图分类号
学科分类号
DOI
基金

智能检索

高级检索

检索历史

可见-近红外化学发光材料的设计、合成及应用研究认领

作者：

郑秀萍

学位授予单位：

中国科学院大学

摘要：

化学发光是化学反应过程中发出的光，具有灵敏度高、无自荧光的干扰以及分析检测设备简单等优点，近年来被广泛应用于超敏分析，如法医鉴定、活体成像、食品分析和环境检测等领域。化学发光在光动力学治疗上也有重要的应用。　　在各类化学发光体系中，过氧草酸酯化学发光(POCL)体系因发光效率高、亮度大以及发光波段可调等优势而备受关注。由于不同波段的光在生物组织中的吸收和散射程度不同，穿透深度差别很大，因此对生物样品进行成像时涉及到选择合适波长的问题。目前已有POCL体系作外置光源用于活体成像的相关报道，但其光谱范围较窄，在成像过程中，有可能会因波长不合适导致成像结果较差甚至失真等问题。POCL体系的组分包含发光化合物、草酸酯、过氧化氢和催化剂等。为了使各组分充分混合，获得较好的发光性能，目前POCL体系的研究多在溶液中进行。溶液体系受溶解性、溶剂极性、物质在溶液中的稳定性等因素的影响，直接影响化学发光效率和发光强度以及体系的储存稳定性。固态反应可以摆脱溶剂依赖性，但目前固态化学发光过程的研究很少有文献报道。本论文通过合成一系列具有不同发光波长的有机小分子和聚合物，将这些分子引入过氧草酸酯化学发光体系，分别研究了溶液和固态化学发光过程，并进一步探索其在生物成像、分析检测和照明显示等方面的应用。主要工作内容和研究结果如下:　　1、设计并合成了一系列蓝、绿、红、近红外发光小分子和聚合物。将制备的发光材料与过氧化氢和草酰氯进行共混，得到了光谱范围覆盖400-1400 nm的宽光谱化学发光体系。通过调控发光组分的比例，获得了白光-近红外化学发光光源。分别选取新鲜桃树叶(0.5 mm)和小鼠腿部(4.2 mm)作为研究对象，探索了白光-近红外化学发光体系作为光源对不同厚度的生物组织成像性能的影响。结果表明，利用该光源对生物组织成像时，可以同时利用白光和近红外光，获得组织表面和不同深度的信息，并且对动物组织的最大穿透深度可达18.7 mm。由此，这种白光-近红外化学发光光源有望作为一种通用光源，用于各种成像技术。　　2、基于三种发光材料聚芴(Ⅳ-1)、5，5'-双(9，9-二辛基芴)-2，2'-联噻吩(Ⅳ-2)和4，7-双(5-(9，9-二丙基芴)噻吩）苯并噻二唑(Ⅳ-3)，研究了固态化学发光过程。将发光材料吸附于滤纸上得到了相应的检测试纸，研究了其与草酰氯蒸气的相互作用。与溶液体系相比，基于试纸的固态化学发光时间可以延长至8-10min。试纸检测对革酰氯蒸气的检出限较低(Ⅳ-1，0.013 mg/m3;Ⅳ-2，0.27 mg/m3;Ⅳ-3，1.8 mg/m3)，只选择性响应草酰氯蒸气，且试纸有很好的重复使用性，因此可以作为可视化检测毒性草酰氯蒸气的有效方法。　　3、通过层层组装的方式将可见和近红外荧光分子、草酸酯和过氧化氢构筑成多层薄膜结构:封装膜/发光膜/隔离膜/过氧化氢凝胶薄膜/封装膜。封装膜为透明的薄膜，用于将多层膜封装成一个整体，提高存储稳定性;发光膜包含荧光化合物、聚丙烯酸钠(SPA)、双（2，4，6-三氯苯基）草酸酯(TCPO)和1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)四种组分，厚度约0.36 mm;隔离膜选用的是疏水易碎的石蜡片(200μm);过氧化氢制备成凝胶，引入多层薄膜的结构中。通过优化各反应组分的比例和每层薄膜的厚度，获得了机械引发的固态可见-近红外化学发光。多层薄膜可以稳定储存数月，经指压或轻折后，可持续发光33 min以上。通过发光层成型的多种技术手段对多层薄膜结构进行图案化，得到了彩色和近红外的化学发光图案。

摘要译文

关键词：

化学发光材料; 过氧草酸酯体系; 合成方法; 生物成像; 草酰氯蒸气检测

学位年度：

2016

学位类型：

博士

学科专业：

高分子化学与物理

导师：

王植源

中图分类号：

TB342;TB34[功能材料⑨]

学科分类号：

080501[材料学];080508[光电信息材料与器件]