共轭荧光聚合物
水溶性共轭聚合物在荧光传感器上的应用进展
Ｆ ｇ １ Ｄｉ ｇ ａ ｏ Ｉ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ Ｋ ｄ ｔ ｃ ｉｎ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｉ． ａ ｒ ｍ ｆＰ ｔ ｔ ｒ ｎ ｕ ｅ ｅ ｔ ｒ ｉ ｌ ｏ ｎ
子 或小 分子 之 间通 过 电子 或 能 量 的 转 移 而 实 现 对 周 围环 境 中存
在 的微 量物质进行检测 。
１ 金 属 离 子 检 测
金 属离 子广泛存在 于环境 以及 生物体 内各种 微化学 反应 过 程 之中 Ｊ其在生命科学 、 ， 环境科学 以及 医学领域有 着举足轻重 的地位 ， 与人们的生活也密不可分 。因此 ， 如何 对各种不 同金 属 离 子进行 高选择性 和高灵敏度 的检 测成为近来 科学领域 的研究 热 点。
近来 ， ｉ ” 同样用单链 Ｄ Ａ形成 的 Ｇ—ｑ ａｒｐｅ Ｋｍ等 Ｎ ｕ ｄｕ ｌ ｘ结构 作 为分子信 标以及水溶性 聚合物 Ｐ ２实现 Ｋ 高灵敏 度和高选 择 性 的检测 ， 但不 同的是 Ｋｍ 等人 所选择 的单链 Ｄ Ａ两端 的碱 基 ｉ Ｎ
用进展 。
关键 词 ： 水溶性共轭聚合物 ； 荧光传感器； 应用进展
中图分 类号 ：６３１ ０ ３．６
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ： ０ — ６７２ １）７— ００ ０ １ １ ９７ （０２ ０ ０６ — ５ ０
Ａｐ ｌ ａｉｎ Ｐ ｏ ｒｓ ｆＷ ａｅ — ｏｕ ｌ Ｃｏ ｊ ｇ ｔｄ ｐｉ ｔ ｒ ｇ ｅｓｏ ｔｒ—Ｓ ｌｂｅ ｎｕ ａｅ ｃ ｏ
ｂｅｃｎｕ ａ ｄｐｌｍ ｒ ｂｓｄｓｎｏｓｉ ｍ ｔ ｎ ， ｌｃｌｓａ ｄｂｏ ａｒｍｏ ｃｌｓｄ ｔ ｔ ｎ ｉ ｒｃｎｌ ｙａｓｗ ｒ ｌ ｏｊｇｔ ｏ ｅｓ ａｅ ｅ ｓｒ ｎ ｅａ ｉ ｓ ｍｏ ｕｅ ｎ ｉ ｃｏ ｌ ｕｅ ｅｅ ｉ ｅｅ ｔ ｅｒ ｅｅ ｅ ｙ ｌｏ ｅ ｍ ｅ ｃｏ ｎ ｙ
共轭聚合物检测项目
共轭聚合物检测是一种针对聚合物材料的特殊检测项目，常用于研究和应用领域。
下面列举几个常见的共轭聚合物检测项目：
1. 光学性质测定：共轭聚合物对光的吸收、发射和导电性等光学特性进行表征。
常用的技术包括紫外可见吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱等。
2. 分子结构表征：利用核磁共振（NMR）、质谱（MS）和红外光谱（IR）等技术，分析共轭聚合物的分子结构、官能团和化学键的信息。
3. 热性能测试：研究共轭聚合物的热稳定性和热行为，常用的方法包括热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和热膨胀系数测试等。
4. 电学性质测定：评估共轭聚合物的导电性能和电子传输性质，常用的测试方法有电导率测定、电流-电压（I-V）特性曲线测量和界面电子能级测试等。
5. 可见光谱特性测试：研究共轭聚合物的颜色、吸收峰和发射峰等特性，常用的测试方法有光谱色散、色度计测量和电
致发光特性测试等。
需要注意的是，具体的共轭聚合物检测项目和方法可能会因研究目的、材料特性和测试设备的不同而有所差异。
因此，在进行共轭聚合物检测时，最好根据具体需求和实验条件来选择相应的测试项目和方法。
共轭聚合物化学的研究发展及其在生物医学中的应用
共轭聚合物化学的研究发展及其在生物医学中的应用共轭聚合物是一类电子共轭的高分子材料，其分子结构中存在着共轭键的连续链结构。
因为这种分子结构可以带来很高的电子导电性和光学性质，所以共轭聚合物在有机电子学、光电子学和生物医学等领域中，具有广泛的应用前景。
本文将从共轭聚合物的化学结构、制备方法及其在生物医学领域中的应用等方面进行诠释。
一、共轭聚合物的化学结构共轭聚合物分子结构由若干个单体分子共价结合而成，其中单体分子通常为含有氮原子、硫原子、氧原子或其他元素的异构化合物。
通过不同单体结构的组合，可形成多种不同的共轭聚合物。
共轭聚合物的分子结构中，主要是由单个环状和链状的单元组成，链状的单元可以是苯环、噻吩环、吡咯烷环等。
其中，苯环是最常见的单元，被广泛应用于有机底物中。
二、共轭聚合物的制备方法共轭聚合物制备的方法是多样的，其中包括化学氧化聚合法、热聚合法、电化学聚合法、热致聚合法等。
可以根据不同的单体结构和分子结构，在合适的条件下对单体进行不同的反应，扩大共轭聚合物的结构和性能空间。
以热致聚合法为例，该法发展非常迅速，利用热致变色材料的热致变化行为，通过化学方法来实现聚合反应。
这种方法的优点在于，它可以通过控制温度和时间来改变材料的性质，同时，还具有简单的制备工艺流程、操作简单和易于扩展等优点。
三、共轭聚合物在生物医学中的应用在生物医学领域中，共轭聚合物主要应用于生物诊断和生物成像方面。
共轭聚合物有一种非常特殊的性质，即在与单个分子或特定生物细胞相互作用时，它们会发生显著的荧光变化，这种荧光变化可用于生物诊断和成像。
目前，共轭聚合物与生物成像技术的应用研究在不断地发展中。
例如，一些共轭聚合物可以标记在特定的蛋白质、DNA和细胞膜上，从而使这些物质在荧光图像上得到清晰的显示，从而实现生物诊断的效果。
共轭聚合物还可以选择性地标记心血管疾病、肿瘤等细胞，在生物成像方面取得良好的成果。
此外，共轭聚合物还应用于生物传感器方面，例如，共轭聚合物材料被用于制作生物传感器，以实现针对特定生物目标的高度敏感和选择性检测。
利用荧光共轭聚合物检测蛋白质的奥秘
Ｃ， 如图 ２所示） 为例来 说明这 个问题 。向 ＭＢ —Ｐ Ｖ Ｌ Ｐ
溶液 中加人 Ｃ ｔ ｙ ， ＭＢ —Ｐ Ｖ侧链 中含有 带负 Ｃ时 因 Ｌ Ｐ
结合 可 以“ 熄灭 ” 聚合 物 中 ｎ个重复 单元 的荧 光 ， 则最 终使信号放大 ｎ倍 ｌ ｊ ４ 。这 种荧 光信 号 放大 效应就 是 共轭聚合物检测蛋 白质 的主要优势 】 。
ｐｐｖ ・
ＭＢ Ｌ—Ｐ Ｖ ＋Ｃ ｔ ｅ Ｐ ｙ Ｆ （＋ｅ 叫 Ｃ ）
ＭＢ —Ｐ Ｖ ＋ Ｌ Ｐ
义 １ 。目前 ， 科学家正在研究 利用共 轭聚合 物的荧光 ，
来灵敏地检测水溶液 中的低含 量蛋 白质。本文 以一类 荧光共轭聚合 物聚苯 撑 乙烯 （ 简称 Ｐ Ｖ） Ｐ 为例 ， 介绍 这
感器． 南京邮电大学学报（ 然科学版 ）２ （）７ — １ 自 ， １： ７ ８ ０
［ ］ ａ ｌ １ ０ ２ Ｈｇ ２ ＦｎＣＨ ｅ ａ ２０ ． ｉ ． ｈ—Ｅ ｉｅ ｃ Ｆ ｏ ｓ ｎｅＱ ｅ ｃ— ｆｃ ｎｙｌ ｒ ｃ ｃ ｕｎｈ ｉ ｕｅ ｅ
ｉ ｆ ｏｊ ｇｔｄ Ｐ ｌｍ ｒ ｂ ｒｔｉｓ Ｊ ｎ ｏ Ｃ ｎｕ ａ ｏｙ ｅｓ ｙ Ｐ ｏ ｎ ． ．Ａｍ ｇ ｅ ｅ ．Ｃ ｅ ｈ ｍ．Ｓ ｃ ｏ．
电子和两 个 氧原 子 上 的孤 对 电 子形 成 较大 的 共轭 体
系。在光照下 ， 轭 电子 吸收 光子 ， 得 能量 ， 共 获 从基 态 跃迁到激发态 。激发态 分子 能量高 ， 不稳定 ， 向于返 倾 回基态 ， 主要 以光 的形式 释放 能量 ， 并 即发射荧 光。对 于一个特定 的物质 ， 激 发态 和基 态之 间 的能级 间隔 其
共轭聚合物为基础的荧光传感器
相互作用时， 有效传感信号才会产生。由此可见 ， 相对 于结构相似 的小分子体系而言 ， 共轭聚 合物对于传感信号（ 包括荧光信号） 具有放大功能 ， 而其放大效率主要决定于激子的寿命以及
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第２卷 第３ ２ 期
大 学化 学
２７ 月 ０ 年６ ０
共 轭 聚 合 物 为 基 础 的荧 光 传 感 器
赵 达慧
（ 北京大学化学与分子工程 学院 Ｅ １０７ ） 京 ０ ８ １
摘要
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
近年来 ， 借助共轭聚合物的荧光发射与淬灭过程开发化 学与生物传 感技术成 为倍 受关
激子在 共轭 聚合物链 上 的迁移 速率 等 因素 。
以上所描述的信号放大作用是基于分子 内能量传递 （ 激子迁移） 的机理产生的。但人们 在研究许多基于共轭聚合物荧光淬灭的传感器 ， 特别是带电荷 的聚电解质 （ｏ ｅ ｃ ｏ ｔ） ｐｌ ｌ ｔ ｌｅ 体 ｙ ｅｒｙ 系时发现， 实验测得的信号放大程度远高于由于分子 内激子迁移所能够产生的信号放大幅度 ，
为荧光基团（ ｕｒ ｈｒ） ｌ ｏ ｅ ｆ ｏ ｐ ｏ 与受体 （ｃｅｔ ） 在某 些体 系 中， ａｃｐ ｒ ； ｏ 这两部分 结构 可以合二为一 ； 并
且， 分子的发光性质（ 如发射波长、 强度等） 在与被检测物相互作用后会产生 明显变化 ， 这是体 系实现传感功能的基础。如图 １ ａ 所示 ， （） 由于被检测物（ｎｌｅ 的浓度通常较低 ， ａａ ｔ） ｙ 在小分子
注并获得迅速发展 的研究领域 。由于共轭 聚合物 能够 沿分子链进行 能量和 电荷传 导 ， 而产 生信 从
共轭聚合物半导体材料
共轭聚合物半导体材料共轭聚合物半导体材料是一类具有特殊结构的半导体材料，其独特的电子结构和优良的光电性能使其在光电子学领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍共轭聚合物半导体材料的基本概念、合成方法、电子结构以及应用前景。
一、共轭聚合物半导体材料的基本概念共轭聚合物是一种由多个共轭碳-碳键构成的高分子化合物，其分子骨架呈现出平面的π电子共轭结构。
这种特殊的结构使共轭聚合物具有良好的电子传输性能和光吸收性能。
其中，半导体材料是一种能带结构介于导体和绝缘体之间的材料，具有一定的导电性能和光电转换性能。
共轭聚合物半导体材料的合成方法多种多样，常见的方法包括化学合成法、溶液浸渍法、电化学合成法等。
其中，化学合成法是最常用的方法之一。
通过将合适的单体分子进行聚合反应，可以得到具有一定结构和性能的共轭聚合物半导体材料。
三、共轭聚合物半导体材料的电子结构共轭聚合物半导体材料的电子结构主要由其分子骨架中的π电子能级决定。
在共轭聚合物中，π电子能级分为导带和价带两部分。
导带中的电子可以自由移动，形成电子的导电性；而价带中的空位可以容纳电子，形成电子的传导性。
共轭聚合物半导体材料的电子结构决定了其导电性能和光吸收性能。
四、共轭聚合物半导体材料的应用前景共轭聚合物半导体材料在光电子学领域具有广泛的应用前景。
首先，由于其良好的导电性能，共轭聚合物半导体材料可以应用于有机电子器件的制备，如有机场效应晶体管、有机太阳能电池等。
其次，共轭聚合物半导体材料具有较高的光吸收性能和荧光发射性能，可以应用于光电转换器件的制备，如有机发光二极管、有机激光器等。
此外，共轭聚合物半导体材料还可以应用于传感器、光电存储器等领域。
共轭聚合物半导体材料具有独特的电子结构和优良的光电性能，其在光电子学领域具有广泛的应用前景。
通过合理的合成方法和优化的电子结构设计，可以进一步提高共轭聚合物半导体材料的性能，拓展其应用范围。
未来，共轭聚合物半导体材料有望在能源、信息、生物医学等领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出贡献。
荧光共轭聚合物的结构设计与合成方法研究
脂溶性共轭聚合物 的研究 开展 的 比较早 ， 侧链 带有 非亲 其 水基团 ， 常可溶解 于有机溶 剂。这类聚合 物具有 高强度 、 常 易成 膜、 耐溶剂 、 耐热易 、 加工 等性能 ， 常作 为光学 材料使用 。Ｃ ｇｏｉ ａｎｌ
２ ３ Ｏ 共轭 聚合 物 ． ｆ ＂
０ ｅ
Ｒ （ ： Ｎ（ Ｈ ）Ｉ ＝ｃＨ ｋ Ｃ ，
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聚硅烷和聚锗烷 高聚物主链 骨架分别 由硅原子 和锗 原子构
成 ， 成 了 较 大 的 盯 电 子 共 轭 效 应 ， 有 优 良 的 电 学 和 光 学 性 形 具 能 。最 近 也 有 关 聚 硅 氧 烷 的 合 成 及 其 荧 光 性 能 研 究 方 面 的 报
ＯＳｗ ｙ ｅｅｄ ｓｒ ｅ ．Ｔ ｅｄ ｖｌｐ ｅ ｔ ｒｓｅｔ ｏ ｕ ｒｓｅ ｃ ｏ ｊｇｔｄｐｌｍ ｒ ｗ ｒ ｏ ｅ ｒ ａｄ Ｕ ａ ｓ ｒ ｅｃｉ ｄ ｈ ｅｅ ｍ ｎ ｐｏｐｃｓ ｆ ｏｅｃｎ ｅｃｎｕ ａ ｏ ｅ ｅｅｌ ｋ ｄｆ ｗ ｒ． ｗ ｂ ｏ ｆ ｌ ｅ ｙ ｓ ｏ ｏ Ｋｅ ｏ ｄ ： ｕｒｓｅ ｔ ｏｊｇｔｄｐｌｍｅｓ ｃ ｒｍｏｈ ｒ ； ｙ ｔ ｓ ｙ ｗ ｒ ｓ ｆ ｏｅｃ ｎ ｃｎｕ ａｅ ｏｙ ｒ； ｈｏ ｐ ｏｅ ｓｎｈ ｉ ｌ ｅｓ
其 水 溶 性 的 实 现 主 要 是 通 过 在 侧 链 连 接 上 各 种 类 型 的 亲 水 性 离
子 型官能团 ， 水溶 性荧 光聚合 物材 料能 够均 匀分散 在介 质体 系
用于检测铁(Ⅲ)离子的新型共轭聚合物荧光探针
用于检测铁(Ⅲ)离子的新型共轭聚合物荧光探针秦元安;张献;刘叔尧;孙明明【摘要】以1,10-邻菲咯啉为原料合成了1,10-菲咯啉-5,6-二酮,并进一步与对苯二胺通过席夫碱反应合成共轭聚合物荧光探针.通过核磁共振、红外光谱、黏度等对聚合物进行表征,通过紫外吸收与荧光发射光谱研究了此聚合物对金属离子的识别性和敏感性.对1,10-邻菲咯啉与聚合物探针配位Fe3+前后的吸收光谱、荧光光谱以及红外光谱进行对比研究.实验结果表明:在聚合物溶液中,加入Fe3+后溶液由无色变为浅红棕色,可实现肉眼识别检测Fe3+,而紫外吸收和发射光谱的变化表明此聚合物荧光探针对Fe3+具有较好的选择性和灵敏性;其对加入的Fe3+能瞬间响应(＜1 s),完全响应时间为30 min,对Fe3+的线性检测范围为0～12.5 μmol/L,检出限为2.72 μmol/L.Fe3+对探针的猝灭常数为1.52×104 L/mol.通过分析聚合物荧光探针与Fe3+的作用机理,绘制出聚合物荧光探针与Fe3+作用后的结构示意图.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2015(034)010【总页数】5页(P1158-1162)【关键词】共轭聚合物;荧光探针;识别;铁离子【作者】秦元安;张献;刘叔尧;孙明明【作者单位】齐鲁工业大学材料科学与工程学院,山东济南250353;齐鲁工业大学材料科学与工程学院,山东济南250353;齐鲁工业大学材料科学与工程学院,山东济南250353;齐鲁工业大学材料科学与工程学院,山东济南250353【正文语种】中文【中图分类】O657.3;O614.811铁(Ⅲ)离子是生命体必需的金属离子，可参与生物体内多种酶的构成，并在生物细胞内参与许多重要的生化反应［1－2］。
在生物体内，许多酶以Fe3+作为催化剂进行新陈代谢，如催化合成DNA与RNA［3－8］。
因此，准确快速地检测Fe3+具有重要意义。
目前，检测Fe3+的方法主要有原子光谱法、化学传感器法［9－10］。
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共轭荧光聚合物
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一、共轭荧光聚合物
1、什么是共轭荧光聚合物
共轭荧光聚合物是一种高分子材料，它由两种荧光分子组成：一种叫作“荧光子”（例如，9-亚甲基芴）另一种称作“发射子”（例如，亚苯基芴），这两种荧光分子互相共轭，以形成一个有机分子链。
它的特点是：当受到紫外线的照射时，荧光子会发出荧光，并且发出的荧光可以被发射子吸收，使荧光发射出来。
这种荧光发射的效率可以达到80％以上，对于一些高效率的应用而言，尤其是在光电子领域，共轭荧光聚合物是极具吸引力的。
2、共轭荧光聚合物的特点
共轭荧光聚合物具有很多优点，如：
（1）高分子聚合物的高分子结构可以很容易扩展，可以构建大分子结构，从而改善荧光效率；
（2）可以通过键合技术将荧光子和发射子共价键合；
（3）在非发光条件下，荧光子和发射子可以相互转换，使其具有较高的稳定性和抗冲击性；
（4）聚合物可以提供大量的发射机会，从而有效提高荧光转发率；
（5）聚合物的结构可以制备微米结构，从而改变荧光效率；
（6）聚合物可以用于复合材料，从而改变它们的物理性能，如
热稳定性等；
（7）聚合物可以通过设计及合成不同的高分子结构，从而满足不同的应用要求。
3、应用领域
共轭荧光聚合物在生物医学分子检测、光电子器件、复合材料及有机发光二极管等领域有广泛的应用。
例如，它可以用作生物成像系统的荧光探针，可以用作电子结构的有机发光二极管；还可以用作复合材料的热稳定度提高材料等等。
总之，共轭荧光聚合物是高分子材料中的一种新型材料，在光电子领域具有广泛的应用前景，为我们的科技进步，提供了极大的可能性。