基于荧光聚合物的硝基化合物传感方法研究文献综述

 2022-11-26 15:22:49

文献综述

在实际情况中,未知分析物的识别通常是一项非常具有挑战性的工作,它要求在复杂的背景下,在未知干扰下,对目标分析物进行精确的识别[1]。如果干扰物与分析物之间或者分析物与分析物之间具有某些相似的结构,比如:多环芳烃的检测,将使分析工作变得更加艰难。因此,多环化合物的检测至今依然是分析化学极具挑战性的领域之一。同时,很多基于荧光内滤效应,使用共轭聚合物等荧光物质的传感阵列被开发出来,给这一领域带来了无限的可能与生机。

一、共轭聚合物:

共轭聚合物(conjugated polymer,简称CP),因为其具有扩展的pi;-pi;共轭骨架、稳定的微孔结构、大的比表面积和大的摩尔吸光系数(高达106 mol-1cm-1)等优点,同时具有“分子导线效应”,表现为“一点接触,多点响应”使得信号显著放大以及共轭荧光聚合物的光诱导电子转移或者能量转移是一个超快过程,表现为“超级猝灭”等特点,在化学传感领域受到越来越多的关注[2,3]。近些年来,共轭聚合物在光电转化[4]以及疾病诊断和生物医药[5,6]等方面的应用逐渐被开发出来。

二、多环芳烃:

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon,简称PAH)是一类有毒害、难降解、在全球范围内广泛分布的持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,简称POP)[7],包括我国在内的多个国家已经将其列入优先控制污染物名单[8]。PAH是一类具有一个或多个稠环的芳烃。自然环境中的PAH有多种来源,比如天然的森林大火,火山喷发以及细菌和藻类的合成等[9];人为的来源有汽车尾气,喷气飞机产生的废气和石油产品的泄漏等。其中,自然或人为导致的不完全燃烧对土壤PAH来源贡献最大[10]。PAH对人体健康有着极大的危害,国际癌症研究机构已将某些PAH列为已知致癌物,比如:苯并芘[11]。一些PAH还是诱变剂和致畸物[12]。所以,PAH在环境中的存在,将会严重影响人体健康以及生态环境。

三、荧光内滤效应:

荧光内滤效应(inner filter effect,简称IFE)是指由于溶液中的生色基团吸收光,阻止光子到达荧光基团,从而导致荧光发射减少的效应[13]。其通常来源于一下两个方面:第一种情况是:受体和荧光基团对激发光发生竞争吸收,这种竞争吸收的作用,减少了实际作用于荧光基团的入射光强度,导致荧光基团的荧光强度下降;第二种情况是:受体对发射光进行吸收,这种情况不仅会使荧光光谱的强度下降,而且会使光谱出现非三线性结构,也就是畸变的光谱区域[14]

(一)基于IFE的传感原理:

由于分析物浓度的变化而引起荧光基团的荧光信号响应的任何变化都有可能被用作传感器[15]。在带有IFE的系统中,不同受体的吸收曲线不同,这将导致荧光基团的荧光曲线发生变化[16]。因为荧光的光谱辐射能量向受体转移,不同浓度的受体或不同种类的受体通常会导致导致光谱重叠区域的荧光物质的荧光强度降低,而荧光强度降低这一光信号,实际上反映了分析物化学组成。

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