雙重響應(yīng)型LDH復(fù)合薄膜的制備及性能研究.pdf

1、本文利用靜電自組裝的方法，分別將生物小分子黃素單核苷酸(FMN)與水滑石(LDH)、熒光染料鈣黃綠素(Calcein)和核快紅(NFR)與LDH相結(jié)合，得到了FMN-PSS/LDH和Calcein@NFR/LDH兩種復(fù)合超薄膜，并對所構(gòu)筑的復(fù)合超薄膜表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析與表征，研究了薄膜對溫度、三聚氰胺以及半胱氨酸的熒光響應(yīng)。具體研究內(nèi)容如下:
　　1、實(shí)現(xiàn)對多種刺激的光學(xué)響應(yīng)是拓展熒光化學(xué)傳感器應(yīng)用的重要途徑之一。本

2、文采用層層自組裝的技術(shù)(LBL)，制備了FMN-PSS/LDH復(fù)合超薄膜，實(shí)現(xiàn)對溫度的刺激響應(yīng)和三聚氰胺的檢測。通過對復(fù)合超薄膜的小角度XRD和SEM表征可得:FMN-PSS/LDH復(fù)合薄膜ab面平行于基底，層間距～2.37nm，層間客體單層有序排列。隨著溫度的升高，F(xiàn)MN分子的非輻射躍遷增大，熒光強(qiáng)度降低;當(dāng)引入LDH載體后，由于LDH的二維限域效應(yīng)，可以有效調(diào)控?zé)嵴駝?dòng)引起的非輻射躍遷，使FMN-PSS/LDH復(fù)合超薄膜對溫度有很好的

3、熒光響應(yīng)。在一定溫度范圍內(nèi)(-60℃-60℃)滿足線性方程式:F=-2.4186T+452.23(R2=0.9973);此外還考察了FMN-PSS/LDH復(fù)合超薄膜與三聚氰胺的熒光信號響應(yīng)，三聚氰胺的加入抑制了FMN分子中的異咯嗪環(huán)親水部分與H2O的結(jié)合，避免了因?yàn)槿軇O性造成的熒光猝滅，使得薄膜的熒光強(qiáng)度大幅提升，從而構(gòu)造了一種“turn-on”的三聚氰胺熒光薄膜傳感器。在一定濃度的三聚氰胺范圍內(nèi)(0-160nM)滿足以下線性關(guān)系:F

4、=80.8+8.067[Melamine](R2=0.997)，檢測限為7nM。綜上所述，制得的FMN-PSS/LDH復(fù)合薄膜能夠?qū)崿F(xiàn)對多種刺激的熒光響應(yīng)，并得到了很好的結(jié)果，為其實(shí)現(xiàn)器件化做了初步探討。
　　2、采用一種簡單、便捷、高效的方法制備了Calcein@NFR/LDH復(fù)合超薄膜，并利用其獨(dú)特的光學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)了對半胱氨酸的雙重信號響應(yīng)。基于層層自組裝的方法，通過條件優(yōu)化，成功將發(fā)光客體分子Calcein和NFR引入到LD

5、H層間，實(shí)現(xiàn)了主客體超分子體系的構(gòu)建。利用SEM、AFM、熒光光譜、UV-Vis、激光共聚焦顯微鏡和熒光時(shí)間分辨衰減曲線對復(fù)合薄膜的表面結(jié)構(gòu)形貌和光學(xué)性能進(jìn)行了一系列的分析和表征，證實(shí)了該復(fù)合薄膜具有多層有序穩(wěn)定和良好周期性的特點(diǎn)。在單一波長激發(fā)下，復(fù)合薄膜對半胱氨酸顯示出雙波長均增強(qiáng)的熒光響應(yīng)。結(jié)果顯示，當(dāng)半胱氨酸濃度范圍為1.0×10-7M-1.2×10-6M時(shí)表現(xiàn)出很好的線性關(guān)系。同時(shí)，該復(fù)合薄膜具有很好的再生性以及良好的選擇性。