毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1前言

荧光分子探针，荧光分子开关和荧光分子传感器实在荧光分子识别中经常使用的概念，荧光分子探针是其中内涵最广的一个概念^[1]，一般凡事在一定体系内，当某一种物质或体系的某一物理性质发生变化时该分子的荧光信号能发生相应的改变的分子就可称为某一物质或某一物理性质的荧光分子探针^[2]；荧光分子开关是指在识别过程中分子荧光信号有明显强弱变化的荧光分子探针；荧光分子传感器是指在识别过程中分子荧光信号能够快速，可逆响应的荧光分子探针。荧光分子探针具有高度灵敏性高特异性，高度精确性的特点，在化学传感、光学材料及生物检测和识别等领域得到了广泛的应用，并成为实现上述功能的一种主要的技术手段。

1987年Nobel化学奖授予了Pedersen(研究冠醚)，Cram(研究主客体化学)和Lehn(研究超分子化学) ^[3]，标志着化学的发展进入了一个新的时代，超分子化学的重要意义由此被人们真正认识到。超分子化学的研究是对非共价键较弱相互作用键合起来的复杂有序的且具有特定功能的分子集合体的研究，它的诞生与发展极大地激发了化学家的想象力与创造力。

超分子化学不仅在材料科学和信息科学中具有重要的理论意义，而且在生命科学中也具有广阔的应用前景，目前这一领域的研究主要集中在分子识别、化学反应和分子输送三个方面。而分子识别研究是前提和基础，其对于设计高选择性和强结合力的人工受体分子具有重要的理论和实际意义^[4]；另外，以分子识别为基础，研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系对揭示生命现象和过程具有重要意义，并可能给化学研究带来新的突破。所谓分子识别是主体(又称受体)对客体(又称底物)的选择性结合并产生某种特定功能的过程。因此，分子识别是有目标的结合，它是通过一系列结构确定的分子间相互作用而组成的模式识别过程。分子识别过程可以通过设计某种能产生和传递特定信息的分子器件来加以检测，在过去曾设计的分子识别中信息的读取常用电、磁等性质如氧化还原电位、核磁共振等。而光信号由于可以通过分子的发光现象或者吸收光谱的变化来探测分子闻的相互作用，往往易于传递和控制，并且灵敏度很高，因此近年来荧光化学传感器(Fluorescent chemosensor)越来越受到人们的青睐。

光化学传感器是利用敏感层与被测物质相互作用前后物理、化学性质的改变而引起的光谱性质的变化检测物质的一类传感器^[5]。随着光纤技术及光集成技术的迅猛发展，光化学传感器引起了人们的极大关注，并且已经广泛地应用于工业、环境、生物医学的检测中。

荧光化学传感器分子探针的响应机理

准确评价荧光信号的改变并对荧光信号的改变作出合理的机理解释，需对光物理化学过程有全西认识。现在较成熟的响应机理包括：光诱导电子转移(PET)机理；荧光共振能量转移(FRET)机理；激基缔合物(Excimer)机理；扭转分子 内电荷转移(TICT)机理；激发态分子内质子转移(ESIPT)机理。下面主要对 光诱导电子转移(PET)机理和荧光共振能量转移(FRE，r)机理作一介绍。

1）光诱导电子转移(PET)机理

PET热力学基础由WeIler等于20世纪60年代末提出，用于描述分子间电子转移体系。这一开创性工作为光诱导电子转移体系的深入研究奠定了基础。PET应用到传感器上一般需要如下几个条件，首先传感器分子中要包含一个荧光团，其应具有高的量子产率；其次还应包含电子给体(Electron Donor) ^[6]，可以发生向荧光团的PET过程；最后，当结合目标分子(或离子)后，会芍|发或抑翻电子给体与电子受体间的光诱导电子转移，引起荧光团荧光猝灭或荧光恢复，实现信号报告目的。