Page 30 - 精细化工2019年第9期

·1758· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

荧光蛋白 [8-10] 和纳米荧光探针 [11-15] 等方面的 pH 检测 中加入 4.4~44.4 mg(0.02~0.20 mmol)9-ACA，以配制
方法进行了大量的探索和研究工作。然而，目前报 不同 光敏 剂 / 发 光剂物 质的 量比 的混 合溶 液
道的 pH 传感探针大多为传统的下转换荧光，通常 〔n(PdOEP)∶n(9-ACA) = 1∶10~1∶100〕。将配制
为紫外光或短波长可见光激发，存在较为严重的光 好的上转换混合溶液通入 N 2 鼓泡 10 min 以上，除
漂白现象，且对于生物组织穿透能力差，组织自发 去 O 2 后，密封于比色皿中待测。
荧光干扰严重。 1.3 9-ACA 与 PdOEP 的紫外吸收与荧光发射光谱
通过长波长光激发而得到短波长发射的上转换 测试
发光 [16-17] 现象有着普通荧光材料不具备的特殊性 将发光剂 9-ACA 与光敏剂 PdOEP 分别溶于
质，如：可以消除生物样品的自发荧光，没有背景 DMF 中配制成浓度为 10 μmol/L 的溶液。用紫外-
荧光的干扰，成像灵敏度高，同时在近红外光激发 可见吸收光谱仪分别测试二者的吸收光谱。用荧光
下具有较强的组织穿透能力等优势。目前，上转换 光谱仪测试 PdOEP 的磷光光谱以及 9-ACA 的荧光
荧光探针的报道主要集中在稀土上转换纳米粒子领 光谱（其中，PdOEP 溶液测试前需要通 N 2 鼓泡 10 min
域，利用稀土上转换材料独特的发光特性，将其用 以上，除去溶液中的 O 2 ）。
于金属离子 [18-19] 、阴离 子 [20-21] 、中性分子 [22] 、 1.4 9-ACA/PdOEP 双组分体系上转换发光光谱测试
DNA [23-24] 等的检测传感中。然而，由于稀土上转换 以 532 nm 激光器为激发光源，采用光纤光谱仪
材料需要高功率光源激发 [25] ，这将对生物体造成伤 测试配制好的 10 种不同光敏剂/发光剂物质的量比
害，在很大程度上限制了稀土上转换材料在生物检 的混合溶液〔n(PdOEP)∶n(9-ACA)=1∶10、1∶20、
测方面的应用。与稀土上转换相比，三线态-三线态 1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80、1∶
湮灭上转换(Triplet-triplet annihilation upconversion, 90、1∶100〕的上转换发光光谱。选取最佳配比
TTA-UC)由于激发功率低 [26] 、激发/发射波长可调、 n(PdOEP)∶n(9-ACA)=1∶80 的样品，通过衰减器调
上转换量子效率高等优点 [27-28] ，使其在生物检测领 节激发光源的功率，可以得到不同激发能量下样品
域具有广阔的应用前景。目前，上转换发光体系对 的上转换发光光谱。
pH 响应性能的研究主要集中在稀土纳米粒子领 1.5 上转换发光强度 pH 响应性测试
域 [29-30] ，鲜见基于 TTA 上转换体系 pH 响应性能的 将光敏剂与 发光剂按最 佳配比 n(PdOEP)∶
报道。Hao 等 [31] 制备了一种基于酞菁衍生物/罗丹明 n(9-ACA)=1∶80 溶于 3 mL DMF 中配成溶液，并通
B 的 pH 响应 TTA-UC 体系，然而其 pH 响应范围较 过添加等体积不同浓度的 HCl 或 NaOH 水溶液来调节
窄，仅为 3~7，难以满足实际应用的要求。 体系的 pH，用 N 2 鼓泡约 10 min 除氧，然后再用光
鉴于此，本文采用 9-蒽甲酸(9-ACA)为发光剂， 纤光谱仪测试不同 pH 下样品的上转换发光光谱。
八乙基卟啉钯(PdOEP)为光敏剂，考察了该体系的上
转换发光强度对不同 pH 的响应行为。 2 结果与讨论

1 实验部分 2.1 9-ACA/PdOEP 体系的 pH 响应原理及能级图
9-ACA（Ⅰ）在不同酸碱条件下的可逆变化如
1.1 试剂与仪器 下所示：
9-蒽甲酸(9-ACA)，AR，阿拉丁试剂公司；八
乙基卟啉钯(PdOEP)，AR，百灵威试剂公司；N,N-
二甲基甲酰胺(DMF)、NaOH、HCl，AR，国药集团
化学试剂有限公司。
UV-2600 紫外-可见吸收光谱仪，日本 Shimadzu

公司；FLS920 稳态/瞬态荧光光谱仪，英国 Edinburgh
公司；PG2000 Pro 光纤光谱仪，上海复享仪器设备 发光剂 9-ACA（Ⅰ）带有一个羧基，是一种有
有限公司；MLLⅢ-532 半导体激光器（发射波长 532 nm， 机弱酸。在水溶液中会发生电离，即失去一个质子，
功率 60 mW），长春新产业光电技术有限公司；雷 形成其酸根离子结构（Ⅱ）。
磁 PHS-25 pH 计，上海仪电科学仪器股份有限公司。 9-ACA/PdOEP 上转换体系对 pH 的响应原理如
1.2 9-ACA/PdOEP 双组分上转换发光体系的制备 图 1 所示。
称取 1.3 mg(2 μmol)PdOEP 溶于 200 mL DMF 9-ACA 分子结构上带有一个羧基，在溶液中会
中，配制成浓度约为 10 μmol/L 的溶液。再向溶液 电离产生氢离子和羧酸根离子，这一电离平衡在溶