pH响应弱光上转换体系的构建及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：pH在农业、化工、环境、生物医学等领域是至关重要的理化参数，因此，发展便捷、高效的pH检测方法具有重要意义。荧光检测法因具有操作简单、灵敏度高、响应快、信号可穿透性强等特点，使其在生物医学领域的应用具有较大优势。然而，目前报道的pH探针大多为传统的下转换荧光，通常为紫外光或短波长可见光激发，存在较为严重的光漂白现象，且对于生物组织穿透能力差，组织自发荧光干扰严重。通过长波长光激发而得到短波长发射的上转换发光现象有着普通荧光材料不具备的特殊性质，如：可以消除生物样品的自发荧光，没有背景荧光的干扰，成像灵敏度高，同时在近红外光激发下具有较强的组织穿透能力等优势。

研究目的及意义：目前，上转换荧光探针的报道主要集中在稀土上转换纳米粒子领域，利用稀土上转换材料独特的发光特性，将其用于金属离子、阴离子、中性分子、DNA等的检测传感中。然而，由于稀土上转换材料需要高功率光源激发，这将对生物体造成伤害，在很大程度上限制了稀土上转换材料在生物检测方面的应用。与稀土上转换相比，三线态-三线态湮灭上转换由于激发功率低、激发/发射波长可调、上转换量子效率高等优点，使其在生物检测领域具有广阔的应用前景。本课题拟采用具有pH响应性的蒽类衍生物为发光剂，八乙基卟啉钯(PdOEP)为光敏剂，考察该体系的上转换发光强度对不同pH的响应行为。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

1、上转换体系的制备与光学性能测试2、响应性上转换体系的构建，及其响应性能表征；3、上转换发光pH探针的制备与性能研究预期目标：1、筛选一种pH响应性的光敏剂/发光剂分子；2、将响应性的染料分子与经典体系结合配对，形成响应性上转换发光体系；3、该体系能够在一定pH范围内的变化产生明显信号响应

3. 研究的方法与步骤

研究方法：1、响应性染料分子选择：筛选具有pH响应性的光敏剂/发光剂分子；2、溶液配制：制备具有响应性的上转换发光体系；3、光学性能测试：对响应性上转换发光体系的光学性能进行测试4、荧光检测：不同pH值下，上转换体系的光学信号变化表征步骤：1、筛选一种响应性的光敏剂或发光剂分子；2、与另一合适的给/受体组分构建上转换发光体系；3、对该体系的上转换发光性能进行表征；4、对不同pH值环境下，上转换发光信号变化，即响应性进行测试表征，总结结论

4. 参考文献

[1] r. hao, c. ye, x. wang, l. zhu, s. chen, j. yang, x. tao. ph-responsive low-power upconversion based on sandwichlike palladiumphthalocyanine and rhodamine b[j]. j. phys. chem. c, 2017, 121, 25, 13524-13531.

[2] 陈硕然,陈富铭,叶常青,韩鹏举,王筱梅,宋延林.9-蒽甲酸/卟啉钯衍生物的ph响应上转换性能[j].精细化工,2019,36(09):1757-1762.

[3] 刘映,胡益辉,彭俊梅.基于上转换纳米材料的ph传感器研究[j].科技资讯,2015,13(20):102-103.

5. 计划与进度安排

（1）2022年12月24日-2022年3月20日，查阅资料，阅读文献，着手完成开题报告，外文文献翻译及文献综述。

（2）2022年3月21日-2022年4月15日，选取具有ph响应的光敏剂/发光剂分子，配制具有上转换发光体系的溶液。

（3）2022年4月16日-2022年5月6日，对其溶液进行光学性能测试，紫外吸收与荧光发射光谱测试。