荧光分析法基本概念 - 图文 联系客服

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激基缔合物的形成过程受扩散控制,因此单体浓度与溶剂粘度是缔合物形成过程中的决定因素。当单体溶于烷烃溶剂且浓度低于10?5 mol /L时,通常观测到的为单体荧光。若受体分子中有两相同的荧光团,其相对距离与受体和客体的结合有关,如受体分子结合上客体后,分子构型发生变化,促进激基缔合物的形成(图 6)或破坏了单体本身的激基缔合物结构,因此可通过单体与 excimer 间的荧光强度比值来进行客体的识别。

图6. 客体与受体分子结合后促进激基缔合物的形成 基于monomer/excimer的阴离子识别与传感

分子以胍基为阴离子识别位点,芘为信号报告基团,在甲醇中,其只发射单体的荧光,随着焦磷酸根离子的加入,导致单体荧光猝灭和excimer荧光的形成和增强,原因在于焦磷酸根离子与受体发生自组装作用。其它阴离子无此现象,因而该受体可选择性地识别焦磷酸根离子

作为磷酸根离子传感器,此分子采用了与上例相反的传感模式。它采用钳型结构,以酰胺键为识别位点,可选择性地识别磷酸根离子。在四氢呋喃中发射双重荧光,长波长的excimer荧光被认为来自不同侧链的芘分子间的激发态相互作用。磷酸根离子的加入与酰胺NH氢键结合,改变了分子构型,使芘分子间距离增大,导致excimer荧光减弱,单体荧光增强。

识别Zn2+的荧光传感器巧妙地应用变构原理。在受体分子中,金属配体(-NH2)与荧光团(芘基)处于六元环结构的稳定的平伏键构象结构中。未结合阳离子时分子的荧光主要为单体荧光; Zn2+的加入,诱使-NH2采取直立键构象,使之构象发生翻转,荧光团芘也只能以直立键方式分处上下两端,促进excimer的形成,导致excimer荧光增强,单体荧光猝灭。

与前一分子相反, 此分子在未结合阳离子时,分子中的两个芘基彼此靠近、重叠,主要发射 excimer长波长荧光,阳离子(Hg2+)与之配合后改变芘基的空间位置, 破坏之前的excimer结构,所以观测到受体分子单体荧光增强,而excimer荧光被猝灭。该受体对Hg2+ 的选择性很好,而对其他金属阳离子的响应很弱。 更多excimer探针

4.Intramolecular Charge Transfer,ICT

当直接连有供电子基(通常是氨基)的荧光团和一个吸电子基共轭连接时,在光的激发下,分子内就会发生从电子供体到电子受体的电荷转移。典型分子内电荷转移荧光分子探针就是荧光团上连有强的吸电子基和供电子基的推-拉电子体系。

ICT荧光分子探针的受体往往是推-拉电子体系整体中的一部分,相反,当荧光团上的受体在吸电子基团一端,也就是说,在推拉电子体系中拉电子的一端时,和客体结合后,会增大体系推拉电子的能力,增大电子的流动性,吸收光谱红移,摩尔消光系数增大。原理上,荧光光谱的位移和吸收光谱的位移方向一致。除了光谱的变化外,也能观察到荧光量子产率和荧光寿命的变化。所有这些光物理性能的变化决定于客体的大小和电荷多少。

当荧光团上的受体(如氨基)在供电子基团一端时,和客体结合后会减少这个供电子基团的供电能力,从而导致体系共轭程度降低,吸收光谱蓝移,并伴随着摩尔消光系数的减小。