新型雙組份單糖識別體系及其性質(zhì)研究.pdf

1、糖廣泛存在于生命體中，既是維持生命正常運作的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是重要的生物信息分子，具有重要的生物功能和代謝作用。生命體對糖的不合理攝入及胰島功能異常往往引起生物功能的紊亂，進而導(dǎo)致腎性糖尿、囊腫性纖維化、糖尿病及癌腫等疾病。因此，如何設(shè)計特定的單糖識別體系，利用其對單糖的專一性契合作用，用作探針去研究重要的生命過程是非常有意義的課題。近十年來，單糖分子的識別一直得到人們的持續(xù)關(guān)注，然而由于單糖僅僅有一種功能團（羥基），而且在水溶液中存在多種

2、構(gòu)型，因此真正能夠?qū)ζ渥R別并具有實際應(yīng)用前景的體系是缺乏的。如何得到高靈敏性和選擇性的單糖識別體系是迫切需要解決的分子識別基礎(chǔ)理論問題和臨床醫(yī)學(xué)的現(xiàn)實要求，它的成功研究不僅為醫(yī)療診斷提供可靠的手段，而且為探索復(fù)雜的生命過程提供分子生物學(xué)依據(jù)。
　　 本學(xué)位論文所設(shè)計并構(gòu)建的組合體系基于的理論基礎(chǔ)為雙組份的熒光檢測體系，即體系中包含了陰離子熒光報告單元和陽離子猝滅結(jié)合體，二者通過靜電作用，生成基態(tài)的電荷復(fù)合物（分子間的復(fù)合物），導(dǎo)

3、致報告單元熒光被猝滅或抑制（組合體系“開-關(guān)”）。當將單糖加入上述組合體系中，由于糖分子上的羥基與猝滅結(jié)合體上的硼酸基形成可逆性的硼酸酯（形成分子內(nèi)電荷復(fù)合物），瓦解或破壞之前形成的分子間電荷復(fù)合物，從而引起被猝滅或抑制的熒光回復(fù)來達到對單糖的檢測。基于上述理論我們設(shè)計構(gòu)建了三類雙組分組合體系，并通過熒光光譜研究組合體系與單糖相互作用。具體學(xué)位論文主要包括以下五個方面:
　　 第一章，簡要概述糖類的結(jié)構(gòu)、糖類的分析方法及熒光傳感

4、器的研究進展，最后給出本文的主體思想。
　　 第二章，構(gòu)建了基于“開-關(guān)-開”作用機理的D-葡萄糖檢測體系，組合體系由帶有氨基和羧基官能團的熒光量子點(FQD)作為了熒光報告單元，硼酸取代的聯(lián)吡啶季胺鹽(BBVs)為熒光猝滅劑和單糖接受體。通過熒光光譜研究了三種FQD/BBVs組合體系與D-果糖的相互作用。結(jié)果表明:三個組合體系o-BBV/FQD=10/1、m-BBV/FQD=8/1、p-BBV/FQD=5/1都能夠?qū)-葡糖糖

5、進行有效檢測。并且在365nm紫外燈照射下對D-葡糖糖的檢測可以通過裸眼觀察到溶液顏色的變化。研究工作為熒光量子點在分子識別領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一種可行的方法。
　　 第三章，構(gòu)建了基于熒光量子點(FQD)和四硼酸取代的聯(lián)吡啶季胺鹽(ToBV)組合體系。熒光光譜研究表明該組合體系能夠?qū)-果糖高選擇性的識別。高的選擇性來自于設(shè)計合成的猝滅接受體ToBV提供了合理的空間結(jié)合點。在FQD/ToBV=1/13(mol)下，組合體系對D-果

6、糖的響應(yīng)是其它D-單糖的5-7倍。同樣，整個檢測過程組合體系溶液顏色的改變可以通過裸眼觀察到。研究結(jié)果為設(shè)計合成高選擇性的猝滅結(jié)合體提供理論參考。
　　 第四章，構(gòu)建了染料分子（HPTS）和間硼酸芐基吡啶季胺鹽（m-P3BQ）組合體系。同樣，在FQD/m-P3BQ=1/500(mol)下實現(xiàn)對D-果糖的選擇性識別。該體系中，熒光報告分子是商業(yè)化的熒光染料，猝滅結(jié)合體合成簡單。這種巧妙的設(shè)計成本低廉、效果明顯的體系為以后人工合成和