稀土配合物螢光分子感測器研究

《稀土配合物螢光分子感測器研究》是依託蘭州大學，由劉偉生擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：稀土配合物螢光分子感測器研究
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：劉偉生
• 項目類別：重點項目

項目摘要

目前對螢光分子感測器的研究已成為化學、生物、藥物、信息等學科的前沿研究熱點之一。本項目將在已有工作的基礎上，基於稀土配合物的優良發光性能和超分子體系的識別性能，設計、合成可形成螢光感測功能配合物的有機配體，組裝成超分子配合物。通過改變配合物結構及外部條件來調製 (modulate) 配合物的螢光，測試其探測金屬離子、陰離子、小分子和生物大分子的選擇性。探索其在環境監測和生物體系中的套用。試圖通過本項目的研究，找到一類全新的具有優良性能的新型感測和開關功能的配合物分子器件。探討識別感測機制及構效關係，總結規律，為具有高識別性能的新型配合物螢光分子感測器的分子設計提供信息。預期可在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等著名學術刊物上發表高質量學術論文30-50篇，有關成果可申請專利。培養博士、碩士生10-15名。

結題摘要

由劉偉生主持的國家自然科學基金重點項目“20931003”從2010年1月至2013年12月18日順利完成，取得的主要成果如下：1. 系統研究了相關有機螢光分子的感測性質。為實現螢光信號的高選擇性回響，以發光有機分子作為稀土配合物螢光分子感測器的初始模型，設計出醯腙型Schiff鹼類、喹啉類、萘醯亞胺類和硼-二吡咯亞甲基染料類等配體，詳細探討了配體結構、金屬離子半徑、競爭效應、溶劑效應和超分子堆積效應等因素對螢光的影響，通過官能團的篩選和識別機理的研究，實現了對不同客體分子和離子的螢光回響。2. 系統進行了稀土配合物的構效關係和感測性質研究。為實現稀土配合物的發光性能調控，從共存離子誘導效應、能量傳遞效應、配體官能團效應和超分子作用等角度探討了配體、金屬離子、抗衡陰離子的性質及配位結構對配合物螢光性質的影響。在此基礎上，實現了稀土配合物的螢光信號對客體小分子的識別作用。3. 為探索功能分子向功能材料拓展，開展了納米尺度螢光探針的生物醫學套用及多色發光薄膜器件的構築和感測行為研究。從主客體相互作用、穩定性增強、激發波長調製和多功能化等角度探討稀土配合物的生物醫學套用；利用稀土配合物與有機基質之間的相容性，構築出新型發光稀土薄膜器件，研究了體系內能量傳遞作用對薄膜發光顏色的調節作用，並進行薄膜感測行為研究，實現了稀土配合物的器件化套用。 本項目執行期間，項目組在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Chem. Commun., J. Mater. Chem., Chem. Eur. J., Inorg. Chem., Appl. Phys. Lett.等SCI收錄刊物發表論文共84篇，其中影響因子I.F. ＞3的論文57篇，SCI一區刊物論文5篇，二區刊物論文39篇；1篇論文被美國化學會Noteworthy Chemistry欄目重點點評，1篇論文成為該期刊當月點擊前十名論文，2篇論文被選作當期期刊封面；發表的論文他引498次，單篇最高他引61次；授權國家發明專利7項；獲教育部自然科學一等獎1項。培養教育部新世紀優秀人才2人。項目組負責人及成員在國際及國內學術會議上做主題報告5次，邀請報告20次；主辦學術會議4次。培養博士後1人、博士研究生17人、碩士研究生17人。