《基於能量遷移的納米纖維分子聚集體螢光感測器》是依託中國科學院理化技術研究所，由吳大勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於能量遷移的納米纖維分子聚集體螢光感測器
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳大勇
- 依託單位：中國科學院理化技術研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
螢光感測器具有可實時檢測、操作簡單、便攜等特點，已在許多領域得到廣泛套用。但是，現有螢光感測器的靈敏度仍然不能滿足檢測水中超低濃度有害金屬離子的要求。如何進一步提高螢光感測器的靈敏度，形成快速、準確檢測水安全的新方法，是一個具有實際套用價值的重要科學問題。 本課題擬開展利用分子聚集體對單重態能量傳遞的增強作用放大檢測信號、提高螢光感測器靈敏度的基礎研究。計畫開展兩方面的工作：(1)以檢測Hg2+和F-的螢光感測器為模型，通過click反應在具有特定結構的二氧化矽納米纖維表面進行組裝，形成新型納米纖維分子聚集體螢光感測器，研究以這一設計構造高效螢光感測器的可行性與方法學；揭示檢測效果與固載體系結構特點之間的關係；力爭實現對飲用水中超低濃度有害離子高效、選擇性地檢測。(2) 套用靜電紡絲技術研究分子聚集體螢光感測器器件化的方法，為將來走向實用打好基礎。
結題摘要
螢光感測器是一類重要的化學感測器，通常由發光體和接受體通過一個鏈段連線構成。接受體選擇性地和被檢物種作用，並且這種作用可以引起發光體發光性能的變化，從而利用螢光信號的變化達到檢測目的。但普通小分子螢光感測器的接收體識別被檢物種後，激發它的發光體才會發光，為了提高發出的螢光信號的強度，必須增加被檢物種的濃度。如何提高螢光感測器的靈敏度是一個重要的科學問題。本項目選擇的研究方法是利用分子組裝體對單重態能量遷移的增強作用，嘗試提高螢光感測器的靈敏度，實現對超低濃度物種的檢測。即構築發光體彼此靠近的組裝體，激發其中一個發光體，生成的單重激發態可以在分子組裝體中快速遷移。實際工作中，我們合成了一系列小分子螢光探針，並將其組裝成分子聚集體螢光感測器，成功地實現了對鎘離子、含巰基小分子和氧氣的檢測。進而，我們通過-Si-O-鍵把卟啉固載、排列在二氧化矽的表面形成發光探針分子聚集體，而發光探針分子之間的距離通過spacer來調節。套用溶膠凝膠法、水熱法的合成以及精巧的靜電紡絲工藝設計，可以把二氧化矽載體塑形為小球狀、高度介孔化的納米纖維等形態，形成了靈敏度很高的納米顆粒/納米纖維分子聚集體螢光感測器。項目團隊針對既定的研究目標認真開展了各項研究工作，完成了主要研究目標，取得了許多有意義的成果。其中，具有新穎性和創造性的內容我們申請了7項國家發明專利，目前已授權3項；其它具有科學意義和學術價值的內容已發表SCI論文21篇，包括多篇在Angew. Chem. Int. Ed. 和 Adv. Funct. Mater.等高水平期刊上發表的論文。這充分說明了本項目的研究成果具有基礎性、前瞻性和先進性。
