《聚合物粒子中能量轉移體系的建立及其套用》是依託華南理工大學，由曾鍅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物粒子中能量轉移體系的建立及其套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曾鍅
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
螢光共振能量轉移(FRET)技術在光學材料、生物和化學檢測等領域具有廣泛的套用，但目前FRET體系主要還是以有機小分子為基礎進行構建，在某些情況下會存在一些如複雜的合成過程、某些螢光團的生物毒性、易聚集、光譜性質易受干擾等不足之處。本研究擬以聚合物膠體粒子為能量轉移的基質，將螢光探針和疏水螢光基團分別置於聚合物粒子的表面和內部，使前者絡合特定離子後，與後者共同FRET的供體和受體，通過測定螢光探針和疏水螢光基團兩者螢光強度的比率變化，實現在水相中對離子的檢測；對納米粒子結構進行最佳化，使螢光基團具有穩定的光譜學性質，並確保其激發態下能和受體基團間實現高效率的能量轉移；探討非水溶性螢光探針在有機溶劑中與膠體粒子在微凝膠狀態下的接枝反應，解決非水溶性螢光探針難以在水相中發揮功能的問題。通過上述研究拓展膠體粒子在水相中的套用範圍，為水相中FRET體系的構建提供一種新的途徑和材料。
結題摘要
本課題構建了幾種基於膠體粒子的FRET體系，形成了幾種汞離子螢光檢測感測器。調節粒子中供體和受體之間的距離，使供體與受體間發生較高效率的能量轉移，利用這兩種螢光團發射強度的比值，在水相中對Hg2+離子進行了比率檢測。本研究的主要內容和結果如下： 根據FRET原理，選擇螢光染料NBD作為能量供體、羅丹明衍生物作為離子識別基團。利用溶膠凝膠法在乙醇中製備了核內含有疏水型染料NBD，外層共價鍵接羅丹明染料衍生物的核殼結構納米粒子。在波長為410 nm的激發光作用下，產生從NBD的激發態到羅丹明/汞離子絡合物的螢光共振能量轉移，實現在水環境中對Hg2+進行比率檢測，檢測下限為10-7 M。計算了納米粒子中FRET體系的Förster臨界距離，明確了矽粒子中可發生能量轉移的有效區域。考察了體系中供體在汞離子加入前後螢光壽命的變化，從而證明了該過程中螢光共振能量轉移的發生。 製備了具有多層結構的膠體粒子，其內層為不含任何螢光染料的空白層、次內層含有NBD染料、最外層連線有羅丹明染料衍生物，兩種染料均通過化學鍵連線在粒子的各層上；兩種染料層中間隔有一定厚度的空白層。該結構不僅可讓我們調控體系能量轉移的效率，還能將能量轉移的供體及受體限定在特定的區域，從而實現了較高的能量轉移效率（最高轉移效率為74%），以及對汞離子的螢光比率檢測。此探針體系具有較高的靈敏度(檢測下限為500 nM)、良好的選擇性和抗干擾性，並可在pH值5~9之間進行檢測。 為了在固體表面構建螢光共振能量轉移體系，從而實現比液體檢測體系更為便捷的螢光比率檢測，我們還結合旋轉塗覆法和接枝法，製備了具有多層結構的基於FRET的固體膜檢測體系。其內層摻雜有NBD染料，外層接有SRHB-OET染料，實現了供體NBD與受體羅丹明B之間的能量轉移。該體系也可以實現對汞離子的比率檢測。
