研究目的
开发和评估新型水溶性荧光杯芳烃骨架,通过主客体络合机制检测质子介质(如水和甲醇)中的二氧化氮(NO)气体。
研究成果
该研究成功开发了首个基于主客体络合作用的水溶性荧光杯芳烃支架用于一氧化氮检测。5,5'-双杯芳烃支架(1)比其异构体(2)表现出更高的灵敏度,染料包封技术实现了更长波长的检测。共轭聚合物(聚-1)因分子导线效应而展现出增强的灵敏度。这些化合物为未来开发一氧化氮超分子探针及相关应用提供了良好基础。
研究不足
与有机溶剂相比,在质子性介质中与一氧化氮的反应较慢。去除一氧化氮后,荧光恢复在水介质中缓慢或无法实现。该支架可能稳定性或特异性有限,需进一步研究以评估其生物应用的可行性。
1:实验设计与方法选择:
本研究合成了两种水溶性杯芳烃骨架化合物(1号和2号)及一种共轭聚合物(聚-1号),以探究其荧光特性和对一氧化氮气体的响应。实验方法包括碘化反应、镍催化芳烃均偶联、磺化反应、Sonogashira交叉偶联以及氧化聚合。通过通入一氧化氮气体气泡和使用DEA NONOate(2-(N,N-二乙氨基)重氮烯酸钠)原位生成一氧化氮进行荧光猝灭实验。
2:样本选择与数据来源:
样本为合成的1号、2号、聚-1号化合物及染料12号(4-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)-N-甲基吡啶鎓)。溶液配制于脱气Millipore水或甲醇中,浓度为1-10微摩尔。
3:1号、2号、聚-1号化合物及染料12号(4-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)-N-甲基吡啶鎓)。溶液配制于脱气Millipore水或甲醇中,浓度为1-10微摩尔。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括核磁共振仪、荧光光谱仪及处理空气敏感材料的手套箱。材料包含杯芳烃前体、催化剂(如Ni(COD)2、Pd2(dba)3)、溶剂(如DMF、DMSO、甲醇、水)及一氧化氮源(一氧化氮气体、DEA NONOate)。
4:Pd2(dba)3)、溶剂(如DMF、DMSO、甲醇、水)及一氧化氮源(一氧化氮气体、DEA NONOate)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成过程按方案1-3分多步进行。一氧化氮检测时,溶液经一氧化氮气体或DEA NONOate处理并搅拌,随时间记录荧光光谱。同时设置二氧化碳、氧气、二氧化氮等其他气体的对照实验。
5:数据分析方法:
通过发射光谱分析荧光猝灭现象,使用拟合软件计算结合常数,测定量子产率与Stern-Volmer常数。
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NMR spectrometer
Used for obtaining 1H NMR spectra to study host-guest complexation and reaction products.
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fluorescence spectrometer
Used to measure fluorescence emission spectra and quenching effects.
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glove box
Used for handling air-sensitive materials and preparing degassed solutions.
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DEA NONOate
sodium 2-(N,N-diethylamino)-diazenolate
Used as an in situ NO-releasing source for fluorescence quenching experiments.
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