熒光開(kāi)關(guān)組合體系的構(gòu)建及對(duì)單糖的識(shí)別研究.pdf

1、分子識(shí)別在化學(xué)傳感中占有非常重要的地位，其過(guò)程本身包括兩種物質(zhì)間的相互作用，這兩種物質(zhì)常被稱作主體和客體、鎖和鑰匙或者是接受體和底物。最重要的是識(shí)別不僅僅被定義為相互作用而且要求主體對(duì)客體具有選擇性。目前，在生物體內(nèi)能有效識(shí)別具有代謝功能的生物分子成為研究熱點(diǎn)。
　　糖分子不僅作為重要的生物學(xué)分子在營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、新陳代謝和細(xì)胞結(jié)構(gòu)中是不可缺少的，而且也是重要的生理活性物質(zhì)，在控制個(gè)人出生、差異和免疫方面發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。在活有機(jī)體內(nèi)

2、對(duì)單糖的研究和連續(xù)監(jiān)控人體內(nèi)血糖濃度對(duì)于控制糖尿病非常重要。由于這些重要的性質(zhì)，發(fā)展在水溶液中對(duì)糖的識(shí)別體系是渴望的。熒光傳感器由于其高靈敏性、高選擇性和非入侵檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，使其成為最靈敏的識(shí)別方法之一。
　　因此本學(xué)位論文針對(duì)目前單組份糖識(shí)別體系的缺點(diǎn)，構(gòu)建了9個(gè)雙組份單糖識(shí)別體系，并采用熒光光譜法研究了他們與單糖分子相互作用，得到了高選擇性和靈敏性的葡萄糖和果糖識(shí)別體系。本論文主要內(nèi)容包括以下五個(gè)方面:
　　第一章，簡(jiǎn)要概

3、述糖類物質(zhì)分析方法的研究進(jìn)展、硼酸與糖的作用機(jī)理、糖分子識(shí)別傳感器及本學(xué)位論文的設(shè)計(jì)思想。
　　第二章，由于葡萄糖傳送能量鏈的破壞將引起各種疾病:腎糖尿、囊腫性纖維化、糖尿病、和癌癥等。尤其是，糖尿病導(dǎo)致了長(zhǎng)期的健康紊亂。因此本章設(shè)計(jì)并合成得到四個(gè)能夠?qū)-葡萄糖高靈敏檢測(cè)的組合體系。組合體系中偶氮鹽小分子NAHBDS作用發(fā)光單元，三個(gè)小分子BBVs和一個(gè)聚合物q-BBV作用猝滅結(jié)合體。q-BBV是首次被使用的聚合型BBV猝滅結(jié)合

4、體。相比于小分子BBVs(o-BBV、m-BBV及p-BBV)，q-BBV與NAHBDS組合體系對(duì)葡萄糖的檢測(cè)體系體現(xiàn)了高的靈敏性，尤其是對(duì)低濃度的葡萄糖檢測(cè)。另外，小分子BBVs與NAHBDS組合體系研究中發(fā)現(xiàn)，p-BBV/NAHBDS組合體系與D-葡萄糖作用很小，其他組合體系對(duì)葡萄糖檢測(cè)的最佳比例分別為:o-BBV/NAHBDS=50∶1、m-BBV/NAHBDS=50∶1、q-BBV/NAHBDS=10∶1。
　　第三章，共

5、軛聚合物具有強(qiáng)的光捕獲能力，具有倍增光學(xué)響應(yīng)性，可用來(lái)放大熒光傳感信號(hào)，大大提高檢測(cè)的靈敏度，為生物傳感器的發(fā)展提供了新的傳感模式。因此本章設(shè)計(jì)合成了水溶性共軛聚合物PP-S-BINOL，并以其為組合體系中發(fā)光單元。另外考慮到硼酸功能團(tuán)結(jié)合點(diǎn)與糖的結(jié)合空間，設(shè)計(jì)合成了多硼酸功能化的猝滅結(jié)合體viologens(ToBV)。將聚合物PP-S-BINOL分別和三個(gè)小分子BBVs和ToBV組合得到四個(gè)組合體系。在接近生理?xiàng)l件下，用熒光光譜法研

6、究了上述組合體系對(duì)糖分子的識(shí)別作用。研究結(jié)果表明，o-BBV/PP-S-BINOL對(duì)D-葡萄糖有好的靈敏性和線性關(guān)系（葡萄糖濃度小于10mM）;m-BBV/PP-S-BINOL在D-葡萄糖濃度小于160mM，其相互作用也呈線性關(guān)系;p-BBV的猝滅能力弱，因此不能用于檢測(cè)糖分子。值得一提的是ToBV/PP-S-BINOL組合體系不僅對(duì)D-果糖有較好的靈敏性，更有較好的選擇性。對(duì)果糖具有如此高的選擇性的識(shí)別體還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)。上述組合體對(duì)

7、單糖檢測(cè)的分別最佳比例（摩爾比）為:o-BBV/PP-S-BINOL=10∶1、m-BBV/PP-S-BINOL=3∶1、ToBV/PP-S-BINOL=250∶1。
　　第四章，咔唑及其衍生物是一類重要的含氮芳雜環(huán)化合物，分子內(nèi)含有較大的共軛體系和強(qiáng)的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移，這種特殊的剛性稠環(huán)結(jié)構(gòu)使咔唑類化合物表現(xiàn)出許多獨(dú)特的性能及生物活性。為了研究以ToBV為猝滅結(jié)合體的識(shí)別體中發(fā)光單元對(duì)識(shí)別性能的影響，本章設(shè)計(jì)并合成咔唑-苯水溶性聚