基於本實驗室開發之氧釩四聚簇狀體對於不同陽離子具有不同的選擇性，藉由將單體氧釩錯合物之亞柳胺基酸模板上C(5) 位置換上螢光團，使氧釩四聚簇狀體能夠做為陽離子螢光感測器。
於實驗結果中，我們成功的合成出鉗合鈉、鉀離子的四聚簇狀體，並能夠將其置換為銀、汞及鉛離子，對重金屬離子的選擇性為Hg2+ > Ag+ >> Pb2+。光物理性質方面，各類四聚簇狀體的紫外光-可見光光譜並沒有太大的改變，在螢光光譜中可發現放光波長沒有明顯變化，但是鉗合重金屬之四聚簇狀體於550至650 nm 間的螢光強度較鉗合鹼金屬之四聚簇狀體強，其中以8-Hg螢光的增強幅度最大。經由理論計算結果佐證，我們推測由於汞離子的路易士酸性強度最強，能夠有效的增加予體-受體系統的電子轉移，使其螢光強度有顯著的提升。綜合各種結果可以發現，此類型四聚簇狀體結構對於汞離子有很好的選擇性，且與汞離子作用後，螢光增強的幅度最大。

中文摘要
Abstract
圖目錄
流程目錄
表目錄
第一章 緒論
第一節、 前言
第二節、 自然界陽離子通道之研究
壹、 KcsA-K+ 離子通道
貳、 細胞膜蛋白Orai組成之鈣離子通道
參、 自然界鈣離子與蛋白質自組裝生成具 C4-對稱的四聚體
第三節、 非自然界陽離子載體之研究
壹、 冠狀醚類 (crown ether) 及其衍生物
貳、 具自組裝能力之鳥嘌呤核苷分子應用於離子載體之研究
參、 芳杯化合物在陽離子感測器之應用
第四節、 化學感測器
壹、 分子設計原理
貳、 光誘導電子轉移式螢光感測器偵測待測物之機制
參、 光誘導電荷轉移式螢光感測器偵測待測物之機制
肆、 激發雙體式螢光感測器偵測待測物之機制
伍、 汞離子螢光感測器
第二章 結果與討論
第一節、背景與研究目標
第二節、含螢光團之氧釩錯合物單體和四聚簇狀體
壹、 分子設計
貳、 氧釩單體錯合物之合成
參、 鹼金族金屬離子鉗合的C4-對稱四聚簇狀體之合成
肆、 正一價 (銀) 及正二價 (鉛、汞) 陽離子之引導性自組裝
伍、 鉀離子四聚簇狀體 8-K 對重金屬離子之選擇性測試
陸、 不同四聚簇狀體之光物理性質探討
第三章 結論與未來展望
第四章 實驗步驟及光譜數據
第一節、 分析儀器
第二節、 實驗步驟
參考文獻
附錄
壹、 核磁共振光譜

1. Jiang, M.; Shen, T.; Xu, H. B.; Liu, C. L., Prog. Chem. 2002, 14 (4), 263.
2. (a) Garczarek, F.; Gerwert, K., Nature 2006, 439 (7072), 109; (b) Lanyi, J. K., J. Struct Biol 1998, 124 (2-3), 164; (c) Mathias, G.; Marx, D., P. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104 (17), 6980; (d) Skou, J. C., Biochim. Biophys. Acta 1957, 23 (2), 394.
3. (a) Doyle, D. A., Science 1998, 280 (5360), 69; (b) Long, S. B.; Tao, X.; Campbell, E. B.; MacKinnon, R., Nature 2007, 450 (7168), 376.
4. Ushkaryov, Y. A.; Petrenko, A. G.; Geppert, M.; Sudhof, T. C., Science 1992, 257 (5066), 50.
5. Burkhart, B. M.; Langs, D. A.; Pangborn, W. A.; Duax, W. L.; Pletnev, V.; Gassman, R. M., Biopolymers 1999, 51 (2), 129.
6. (a) Rose, L.; Jenkins, A. T. A., Bioelectrochemistry 2007, 70 (2), 387; (b) Ganim, Z.; Tokmakoff, A.; Vaziri, A., New. J. Phys 2011, 13.
7. Hoth, M.; Penner, R., Nature 1992, 355 (6358), 353.
8. (a) Kilbourn, B. T.; Dunitz, J. D.; Pioda, L. A. R.; Simon, W., J. Mol. Biol. 1967, 30 (3), 559; (b) Skulskii, I. A.; Saris, N. E. L.; Savina, M. V.; Glasunov, V. V., Eur. J. Biochem. 1981, 120 (2), 263.
9. (a) Izatt, R. M.; Nelson, D. P.; Rytting, J. H.; Haymore, B. L.; Christen.Jj, J. Am. Chem. Soc. 1971, 93 (7), 1619; (b) Bourgoin, M.; Wong, K. H.; Hui, J. Y.; Smid, J., J. Am. Chem. Soc. 1975, 97 (12), 3462; (c) Behr, J. P.; Dumas, P.; Moras, D., J. Am. Chem. Soc. 1982, 104 (17), 4540.
10. Ludwig, R., Fresenius J. Anal. Chem. 2000, 367 (2), 103.
11. (a) Shi, X. D.; Fettinger, J. C.; Davis, J. T., J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (27), 6738; (b) Wu, G.; Wong, A.; Gan, Z. H.; Davis, J. T., J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (24), 7182; (c) Gill, M. L.; Strobel, S. A.; Loria, J. P., J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (47), 16723; (d) Kotch, F. W.; Sidorov, V.; Lam, Y. F.; Kayser, K. J.; Li, H.; Kaucher, M. S.; Davis, J. T., J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (49), 15140.
12. Chen, C. T.; Lin, Y. H.; Kuo, T. S., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (39), 12842.
13. (a) Hirano, T.; Kikuchi, K.; Urano, Y.; Higuchi, T.; Nagano, T., Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39 (6), 1052; (b) Cheng, T. Y.; Xu, Y. F.; Zhang, S. Y.; Zhu, W. P.; Qian, X. H.; Duan, L. P., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (48), 16160; (c) Nolan, E. M.; Lippard, S. J., J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (47), 14270; (d) Chen, C. T.; Huang, W. P., J. Am. Chem. Soc. 2002, 124 (22), 6246; (e) Burdette, S. C.; Walkup, G. K.; Spingler, B.; Tsien, R. Y.; Lippard, S. J., J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (32), 7831.
14. Gouaux, E.; MacKinnon, R., Science 2005, 310 (5753), 1461.
15. (a) Cui, Q. Z.; Smith, V. H., Chem. Phys. Lett. 2002, 365 (1-2), 110; (b) Shrivastava, I. H.; Tieleman, D. P.; Biggin, P. C.; Sansom, M. S. P., Biophys. J. 2002, 83 (2), 633.
16. Hou, X. W.; Pedi, L.; Diver, M. M.; Long, S. B., Science 2012, 338 (6112), 1308.
17. Kawasaki, H.; Kretsinger, R. H., Protein Profile 1995, 2 (4), 305.
18. (a) Orlova, E. V.; Rahman, M. A.; Gowen, B.; Volynski, K. E.; Ashton, A. C.; Manser, C.; van Heel, M.; Ushkaryov, Y. A., Nat. Struct. Biol. 2000, 7 (1), 48; (b) Saibil, H. R., Nat. Struct. Biol. 2000, 7 (1), 3; (c) Davletov, B.; Ferrari, E.; Ushkaryov, Y., Cell Calcium 2012, 52 (3-4), 234.
19. Gokel, G. W.; Leevy, W. M.; Weber, M. E., Chem. Rev. 2004, 104 (5), 2723.
20. (a) Bradshaw, J. S.; An, H. Y.; Krakowiak, K. E.; Wang, T. M.; Zhu, C. Y.; Izatt, R. M., J. Org. Chem. 1992, 57 (23), 6112; (b) An, H. Y.; Bradshaw, J. S.; Krakowiak, K. E.; Tarbet, B. J.; Dalley, N. K.; Kou, X. L.; Zhu, C. Y.; Izatt, R. M., J. Org. Chem. 1993, 58 (27), 7694.
21. Tirumala, S.; Davis, J. T., J. Am. Chem. Soc. 1997, 119 (12), 2769.
22. Pinnavaia, T. J.; Marshall, C. L.; Mettler, C. M.; Fisk, C. I.; Miles, H. T.; Becker, E. D., J. Am. Chem. Soc. 1978, 100 (11), 3625.
23. Forman, S. L.; Fettinger, J. C.; Pieraccini, S.; Gottareli, G.; Davis, J. T., J. Am. Chem. Soc. 2000, 122 (17), 4060.
24. Shi, X. D.; Fettinger, J. C.; Davis, J. T., J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (27), 6738.
25. Kotch, F. W.; Fettinger, J. C.; Davis, J. T., Org. Lett. 2000, 2 (21), 3277.
26. Cai, M.; Marlow, A. L.; Fettinger, J. C.; Fabris, D.; Haverlock, T. J.; Moyer, B. A.; Davis, J. T., Angew Chem Int Edit 2000, 39 (7), 1283.
27. (a) van Leeuwen, F. W. B.; Verboom, W.; Shi, X. D.; Davis, J. T.; Reinhoudt, D. N., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (50), 16575; (b) Davis, J. T.; Spada, G. P., Chem. Soc. Rev. 2007, 36 (2), 296.
28. Ma, L.; Melegari, M.; Colombini, M.; Davis, J. T., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (10), 2938.
29. Ma, L.; Harrell, W. A.; Davis, J. T., Org. Lett. 2009, 11 (7), 1599.
30. Ogata, M.; Fujimoto, K.; Shinkai, S., J. Am. Chem. Soc. 1994, 116 (10), 4505.
31. Talanova, G. G.; Hwang, H. S.; Talanov, V. S.; Bartsch, R. A., Chem. Commun. 1998, (3), 419.
32. Izatt, R. M.; Pawlak, K.; Bradshaw, J. S.; Bruening, R. L., Chem. Rev. 1995, 95 (7), 2529.
33. Sessler, J. L.; Kim, S. K.; Gross, D. E.; Lee, C. H.; Kim, J. S.; Lynch, V. M., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (39), 13162.
34. Pathak, R. K.; Dikundwar, A. G.; Row, T. N. G.; Rao, C. P., Chem. Commun. 2010, 46 (24), 4345.
35. Souchon, V.; Leray, I.; Valeur, B., Chem. Commun. 2006, (40), 4224.
36. Qazi, M. A.; Ocak, U.; Ocak, M.; Memon, S., Anal. Chim. Acta 2013, 761, 157.
37. Fan, L. J.; Zhang, Y.; Murphy, C. B.; Angell, S. E.; Parker, M. F. L.; Flynn, B. R.; Jones, W. E., Coord. Chem. Rev. 2009, 253 (3-4), 410.
38. (a) Xu, Z.; Chen, X.; Kim, H. N.; Yoon, J., Chem. Soc. Rev. 2010, 39 (1), 127; (b) Martinez-Manez, R.; Sancenon, F., Chem. Rev. 2003, 103 (11), 4419.
39. Fan, L. J.; Zhang, Y.; Murphy, C. B.; Angell, S. E.; Parker, M. F. L.; Flynn, B. R.; Jones, W. E., Coord. Chem. Rev. 2009, 253 (3-4), 410.
40. Chang, K. C.; Su, I. H.; Senthilvelan, A.; Chung, W. S., Org. Lett. 2007, 9 (17), 3363.
41. Bu, J. H.; Zheng, Q. Y.; Chen, C. F.; Huang, Z. T., Org. Lett. 2004, 6 (19), 3301.
42. de Silva, A. P.; de Silva, S. A., J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986, 0 (23), 1709.
43. (a) Huston, M. E.; Haider, K. W.; Czarnik, A. W., J. Am. Chem. Soc. 1988, 110 (13), 4460; (b) Fabbrizzi, L.; Licchelli, M.; Pallavicini, P.; Taglietti, A., Inorg. Chem. 1996, 35 (6), 1733.
44. Ko, K. C.; Wu, J. S.; Kim, H. J.; Kwon, P. S.; Kim, J. W.; Bartsch, R. A.; Lee, J. Y.; Kim, J. S., Chem. Commun. 2011, 47 (11), 3165.
45. Lu, Y.; Huang, S. S.; Liu, Y. Y.; He, S.; Zhao, L. C.; Zeng, X. S., Org. Lett. 2011, 13 (19), 5274.
46. Xu, Y.; Meng, J.; Meng, L. X.; Dong, Y.; Cheng, Y. X.; Zhu, C. J., Chem-Eur J 2010, 16 (43), 12898.
47. Li, J. F.; Wu, Y. Z.; Song, F. Y.; Wei, G.; Cheng, Y. X.; Zhu, C. J., J. Mater. Chem. 2012, 22 (2), 478.
48. Li, Z. X.; Zhang, L. F.; Wang, L. N.; Guo, Y. K.; Cai, L. H.; Yu, M. M.; Wei, L. H., Chem. Commun. 2011, 47 (20), 5798.
49. Valeur, B.; Leray, I., Coord. Chem. Rev. 2000, 205, 3.
50. (a) Bourson, J.; Valeur, B., J. Phys. Chem. 1989, 93 (9), 3871; (b) Rurack, K.; Bricks, J. L.; Slominskii, J. L.; Resch-Genger, U., Nato Asi 3 High Tech 1997, 52, 191.
51. Leray, I.; Habib-Jiwan, J. L.; Branger, C.; Soumillion, J. P.; Valeur, B., J Photoch Photobio A 2000, 135 (2-3), 163.
52. Marquis, D.; Desvergne, J. P.; Bouaslaurent, H., J. Org. Chem. 1995, 60 (24), 7984.
53. Kim, S. K.; Lee, S. H.; Lee, J. Y.; Lee, J. Y.; Bartsch, R. A.; Kim, J. S., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (50), 16499.
54. Zhou, Y.; Zhu, C. Y.; Gao, X. S.; You, X. Y.; Yao, C., Org. Lett. 2010, 12 (11), 2566.
55. Yang, M. H.; Thirupathi, P.; Lee, K. H., Org. Lett. 2011, 13 (19), 5028.
56. Kim, H. N.; Ren, W. X.; Kim, J. S.; Yoon, J., Chem. Soc. Rev. 2012, 41 (8), 3210.
57. Zhu, X. J.; Fu, S. T.; Wong, W. K.; Guo, H. P.; Wong, W. Y., Angew Chem Int Edit 2006, 45 (19), 3150.
58. Wu, Z. K.; Chen, Q. Q.; Xiong, S. X.; Xin, B.; Zhao, Z. W.; Jiang, L. J.; Ma, J. S., Angew Chem Int Edit 2003, 42 (28), 3271.
59. Wu, Z. K.; Zhang, Y. F.; Ma, J. S.; Yang, G. Q., Inorg. Chem. 2006, 45 (8), 3140.
60. Ou, S. J.; Lin, Z. H.; Duan, C. Y.; Zhang, H. T.; Bai, Z. P., Chem. Commun. 2006, (42), 4392.
61. Tharmaraj, V.; Pitchumani, K., Anal. Chim. Acta 2012, 751, 171.
62. (a) Barhate, N. B.; Chen, C. T., Org. Lett. 2002, 4 (15), 2529; (b) Hon, S. W.; Li, C. H.; Kuo, J. H.; Barhate, N. B.; Liu, Y. H.; Wang, Y.; Chen, C. T., Org. Lett. 2001, 3 (6), 869.
63. (a) Weng, S. S.; Shen, M. W.; Kao, J. Q.; Munot, Y. S.; Chen, C. T., P. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103 (10), 3522; (b) Pawar, V. D.; Bettigeri, S.; Weng, S. S.; Kao, J. Q.; Chen, C. T., J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (19), 6308.
64. Chen, C. T.; Lin, J. S.; Kuo, J. H.; Weng, S. S.; Cuo, T. S.; Lin, Y. W.; Cheng, C. C.; Huang, Y. C.; Yu, J. K.; Chou, P. T., Org. Lett. 2004, 6 (24), 4471.
65. Chen, C. T.; Bettigeri, S.; Weng, S. S.; Pawar, V. D.; Lin, Y. H.; Liu, C. Y.; Lee, W. Z., J. Org. Chem. 2007, 72 (22), 8175.
66. 林雅慧 (2011)，誘導式自組裝生成C4-對稱釩酸鹽為中心之四聚簇狀體，作為增效式金屬離子之篩選傳送及不對稱催化劑，國立台灣師範大學化學系博士論文。
67. Shannon, R. D., Acta Crystallogr A 1976, 32 (Sep1), 751.
68. Still, W. C.; Kahn, M.; Mitra, A., J. Org. Chem. 1978, 43 (14), 2923.
69. Holbach, M.; Weck, M., J. Org. Chem. 2006, 71 (5), 1825.
70. Larrow, J. F.; Jacobsen, E. N.; Gao, Y.; Hong, Y. P.; Nie, X. Y.; Zepp, C. M., J. Org. Chem. 1994, 59 (7), 1939.
71. Yang, J. Y.; Nocera, D. G., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (26), 8192.
72. Pratt, D. A.; DiLabio, G. A.; Valgimigli, L.; Pedulli, G. F.; Ingold, K. U., J. Am. Chem. Soc. 2002, 124 (37), 11085.
73. Lee, D. H.; Lee, M. J.; Song, H. M.; Song, B. J.; Seo, K. D.; Pastore, M.; Anselmi, C.; Fantacci, S.; De Angelis, F.; Nazeeruddin, M. K.; Graetzel, M.; Kim, H. K., Dyes Pigments 2011, 91 (2), 192.