文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
一种水杨酸基席夫碱的荧光开关性质及其应用研究
姓名:刘维舟
申请学位级别:硕士
专业:分析化学
指导教师:陈芳
2011-01-09
华中科技大学硕士学位论文
摘要
荧光分子开关是指化合物分子受到特定的外来刺激时,其荧光信号强弱随之发生
明显变化。这种荧光分子开关通常具有检测方便、灵敏度高、选择性好、响应迅速
等优点,不仅可以广泛应用于化学分析,还有望作为分子逻辑材料应用于分子器件。
本文合成了一种有荧光的水杨酸基席夫碱化合物,对其荧光开关性质进行了研究,
并探讨了其在分析化学中的应用。本论文分为以下两个部分:
首先,以 2-吡啶甲醛和 4-氨基水扬酸为原料,合成了水杨酸基席夫碱化合物 4-
(吡啶-2-亚甲基氨基)水杨酸(简称 PA),用红外光谱和 LC-MS 进行了表征。实验
发现,往酸性的 PA 水溶液中加入 Fe3+离子时其荧光能被显著的猝灭,而其他过渡金
属离子如 Zn2+,Cu2+,Ni2+,Co2+,Mn2+,Cr3+和 Fe2+均不能猝灭其荧光。当向 PA-Fe 3+
体系中加入有强配位能力的 EDTA 或还原剂如盐酸羟胺时,能解除 Fe3+对 PA 的荧光
猝灭作用,使体系荧光恢复。在此基础上可构建一个“OFF-ON”的双控荧光开关,
当以 PA-Fe 3+体系为初始状态,以 EDTA 和盐酸羟胺两化学信号为输入,荧光强度为
输出信号时,可构建 OR 分子荧光逻辑门。
由于 PA 对 Fe3+的响应有明显的荧光猝灭现象和良好的选择性,因此 PA 可作为
一个灵敏度高、选择性好的 Fe3+离子荧光探针使用,在优化的实验条件下,该方法
的的线性范围为 ×10-7 mol L-1~×10-6 mol L-1,检出限为 ×10-8 mol L-1。该方法
可成功地应用于实际奶粉样品中铁含量的测定。向 PA-Fe 3+体系中加入与 Fe3+离子有
强配位能力的柠檬酸时,PA 荧光恢复,且荧光增强程度与柠檬酸加入量成正比,在
此基础上可建立检测柠檬酸的荧光增强方法。在最优化实验条件下,该方法测量的
线性范围为 ×10-6 mol L-1~×10-5 mol L-1,检出限为 ×10-7 mol L-1,且可成功的
应用于汽水中柠檬酸含量的测定。并对上述荧光探针的工作机理做了初步的探讨。

关键词:荧光分子开关,席夫碱,铁,柠檬酸,逻辑门
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
A fluorescent molecular switch was a molecule that whose fluorescent intensity could
be reversibly shifted between two states just like enhancement or quenching. The
fluorescent intensity might be shifted between the states in response to changes in pH,
light, temperature, metal ions and so on. Fluorescent molecular switche had be widely
interested as chemical analysis method due to its convenient in determination, high
sensitivity and short response time. An salicylic acid-based schiff base was synthesized
and the fluorescent switch properties were studied in this paper. The work in this paper
mainly includes two parts as follow:
First, 2-hydroxy-4-(pyridin-2-ylmethyleneamino) benzoic acid (PA) was synthesized
with 2-pyridylaldehyde and 4-aminosalicylicacid. The product was identified by IR
spectra and LC-MS. It was demonstrated that Fe3+ could selectively quench the