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本文分别以三苯胺、二甲基苯胺和吲哚啉单元为电子给体,设计并合成了3个新型D-π-A体系近红外敏化染料分子5C-1、5C-2和5C-3,并对其结构进行了表征,详细研究了在溶液中以及吸附到电极上的吸收光谱. 该系列敏化染料在550-850 nm之间具有较强的吸收,尤其5C-3的吸收边带已达到954 nm. 当该系列敏化染料吸附到TiO_2上时,吸收边带大幅红移,显示有利于染料捕获长波段区域的太阳光. 通过循环伏安法,测定了染料的电化学性质,发现该系列敏化染料的最低未占有轨道(LUMO)能级与TiO_2导带并不匹配,因此选用导带能级更正的SnO_2作为阳极半导体材料进一步测试了该系列染料的光电性能,以发展具有优良性能的长波段响应的近红外敏化剂.

关键词: 近红外 , 染料敏化太阳能电池 , 敏化剂 , SnO_2

基于苯并吡喃腈的激活型半胱氨酸荧光探针

杨婷婷 , 郭志前 , 邵安东 , 赵平 , 朱为宏

应用化学 doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.04.160053

设计并合成了基于苯并吡喃腈为母体单元的近红外激活型荧光探针(E)-2-(苯并吡喃腈基)乙烯基-5-(二乙氨基)丙烯酸苯酯(DCM-AC),其结构中的丙烯酰酯键作为氨基酸激活反应的响应基团.研究结果表明,探针分子DCM-AC对半胱氨酸具有高灵敏、选择性光谱响应,不仅能观察到明显的颜色变化,而且探针在710 nm处的荧光发射强度显著增强,相应的荧光增强比值与半胱氨酸的浓度(1.0～ 8.0 μmol/L)呈现良好的线性关系.探针DCM-AC对半胱氨酸的检出限为2.8×10-7 mol/L,能选择性检测半胱氨酸区别于结构类似的高半胱氨酸和谷胱甘肽,且不受其它氨基酸物质干扰.通过质谱、核磁和紫外吸收光谱研究了DCM-AC检测半胱氨酸的反应激活机理:半胱氨酸先通过巯基与DCM-AC上的丙烯酰酯双键发生亲核加成,然后环化脱除内酰胺环状化合物.

关键词: 半胱氨酸 , 荧光探针 , 苯并吡喃腈 , 选择性

基于罗丹明B的激活型α-酮戊二酸荧光探针

焦长红 , 何业 , 靳鹏伟 , 朱世琴 , 朱为宏

影像科学与光化学 doi:10.7517/j.issn.1674-0475.2015.03.195

α-酮戊二酸(α-KA)是人体三羧酸循环的一个重要代谢中间体,异柠檬酸脱氢酶-1(IDH1)及异柠檬酸脱氢酶-2(IDH2)的突变将导致α-KA转化为2-羟基戊二酸(2HG),该过程与急性骨髓性白血病(AML)密切相关,因此检测人体内α-KA的含量变化具有重要意义.本文以罗丹明B作为荧光基团,通过将罗丹明B与水合肼反应得到能够检测α-KA的荧光增强型探针RBN,并优化了检测温度、pH及响应时间等条件.研究表明,RBN对α-KA表现出很好的选择性,不受人体内常见氨基酸、化学结构类似的羰基化合物及活性氧化物(ROS)的影响,具有潜在的应用价值.

关键词: 罗丹明B , α-酮戊二酸 , 荧光探针 , 激活型

应用于生物发酵在线监测的聚合物pH传感膜

叶文 , 王书文 , 潘梦旭 , 赵平 , 彭阳峰 , 朱为宏

影像科学与光化学 doi:10.7517/j.issn.1674-0475.2016.04.319

微型生物反应器的成功操作依赖于对培养液pH值的监测和控制,聚合物pH荧光探针可以制成传感膜安装在微型反应器上,具有高通量筛选、非入侵性、容易集成等特征.甲基丙烯酸羟乙酯和N-(2-甲基丙烯酰乙酯基)-4-(N-甲基哌嗪基)-1,8-萘酰亚胺(NI)共聚形成的聚合物,具有良好亲水性、成膜性和生物相容性,并在pH=6～8之间具有良好的响应性能和稳定性.为了进一步提高膜的响应速率,将含有金刚烷的单体引入聚合物中,结果显示随着侧链金刚烷基团的含量增加,共聚物膜的pH响应时间变长;而将强亲水性的聚乙二醇引入共聚合物中,发现共聚物膜的pH响应速率得到了提高.将此pH传感膜应用于酵母发酵液中进行测试,具有良好的pH值在线监测性能.

关键词: 微型生物反应器 , 聚合物 , 荧光探针 , pH传感膜 , 响应速率

前言

朱为宏 , 李富友

影像科学与光化学

关键词:

基于罗丹明和BODIPY单元的FRET探针的合成及其对小分子α-酮戊二酸的检测

何业 , 唐俊马 , 郭志前 , 靳鹏伟 , 朱世琴 , 朱为宏

影像科学与光化学 doi:10.7517/j.issn.1674-0475.2017.03.265

小分子α-酮戊二酸(α-KA)是人体新陈代谢的一种十分重要的产物,与多种疾病存在直接或者间接的关系,可以对临床诊断提供帮助.以BODIPY单元作为能量给体、罗丹明单元作为能量受体,利用二者存在重叠的光谱,本文设计了一种基于罗丹明和BODIPY单元的荧光共振能量转移(FRET)探针,通过将罗丹明与BODIPY的衍生物进行桥联,得到能够检测α-酮戊二酸的荧光比率型探针RDM-BO.研究表明,探针RDM-BO本身的荧光光谱与BODIPY单元类似,当探针与α-酮戊二酸发生反应时,RDM-BO中的罗丹明单元会发生开环反应,使分子的共轭发生变化,同时产生新的荧光峰,检测效果显著,检测限可达到3.14μmol·L-1.

关键词: 罗丹明 , BODIPY , α-酮戊二酸 , 荧光探针

新型萘四酰亚胺类长波长荧光染料的构建及其光谱调控

陆欣宇 , 刘宏伟 , 朱为宏

影像科学与光化学

本文通过杂环胺类对二溴萘四酰亚胺的亲核反应,分别设计合成了8个未见报道的基于萘四酰亚胺母体的新型单取代或者双取代荧光染料.系统性光谱研究表明,胺类的推电子作用差异可以很好地调控其吸收和荧光波长,使之成为一类性能良好的可见或长波长荧光染料(最大吸收509-580 nm；最大发射565-638 nm；荧光量子效率0.21-0.54；Stokes位移36-77 nm).

关键词: 萘四酰亚二胺 , 合成 , 荧光染料 , 光谱调控