基于環(huán)糊精和卟啉衍生物的新型超分子化學(xué)傳感器的研究.pdf

1、超分子化學(xué)是一門高度交叉的學(xué)科，它對(duì)配位化學(xué)、有機(jī)物合成、分析化學(xué)、生物有機(jī)化學(xué)和生物無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展都是十分重要的。超分子作用是一種具有分子識(shí)別能力的分子間相互作用，是空間效應(yīng)影響下的范德華力、靜電引力、氫鍵力、兀相互作用與疏水相互作用等。 在已報(bào)道的多種人工超分子主體物質(zhì)中，以冠醚、環(huán)糊精(Cyclodextrin，簡(jiǎn)稱為CD)、杯芳烴及卟啉(Porphyrin)為主體的分子識(shí)別研究引起了人們的廣泛關(guān)注，其中環(huán)糊精(CD)作為

2、第二代超分子的構(gòu)筑體，其內(nèi)腔疏水而外部親水，可以與許多有機(jī)、無(wú)機(jī)和生物分子形成包合物，從而成為超分子化學(xué)工作者感興趣的研究對(duì)象。卟啉化合物由于其特殊的活性，在分析化學(xué)領(lǐng)域的研究一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。把取代四苯基卟啉與其它官能團(tuán)分子相連以獲得對(duì)某些物質(zhì)具有更高靈敏度的檢測(cè)試劑越來(lái)越引起分析科學(xué)家的興趣。近來(lái)光化學(xué)傳感器由于其高的靈敏度及較大的斯托克斯位移日益引起人們的重視。因此，尋找一些能與卟啉產(chǎn)生響應(yīng)的化合物，然后通過化學(xué)手段把它們連接

3、起來(lái)并做成傳感器來(lái)檢測(cè)某些物質(zhì)是一項(xiàng)很有意義的工作。 基于以上目標(biāo)，本論文主要完成以下工作：(1)制備了多壁碳納米管/β-CD(MWNTs/β-CD)膜修飾的電化學(xué)傳感器用于蘆丁的測(cè)定(第2章)。采用循環(huán)伏安法研究了蘆丁在化學(xué)修飾電極上的電化學(xué)行為，MWNTs/β-CD膜對(duì)蘆丁的響應(yīng)機(jī)理是基于β-CD對(duì)蘆丁的包合作用。與裸玻碳和MWNTs膜修飾的電極相比，MWNTs/β-CD膜對(duì)蘆丁的電催化氧化和還原表現(xiàn)出了良好的分析特性。得到

4、的線性校正曲線范圍為：4.0×10-71.0×10-3mol·L-1，檢測(cè)限為2.0×10-7mol·L-1，電化學(xué)傳感器顯示了良好的靈敏性、選擇性、穩(wěn)定性和回收率。 (2)發(fā)展了一種靈敏快速簡(jiǎn)單的測(cè)定血紅蛋白(Hb)的電化學(xué)傳感器(第3章)。Hb在TPPyPh/β-CD/SWNT修飾電極表面的電化學(xué)響應(yīng)用循環(huán)伏安法測(cè)定，并且與β-CD/SWNT修飾電極和裸玻碳電極做了對(duì)比。Hb使TPPyPh的峰電流下降，而下降的峰電流與Hb的

5、濃度成正比。與前人設(shè)計(jì)的測(cè)定Hb的傳感器相比，我們所報(bào)道的傳感器具有較低的檢測(cè)限(1.0×10-9mol·L-1)。競(jìng)爭(zhēng)包合過程的研究能夠?qū)Τ肿踊瘜W(xué)有更好的了解。 (3)我們制備了基于丁烷化β-環(huán)糊精/多壁碳納米管(HDB-β-CDP/MWNTs)膜修飾的高選擇性和靈敏度的電化學(xué)傳感器，用于測(cè)定重酒石酸去甲腎上腺素(noradrenalinebitatrate，NB)(第4章)。NB在化學(xué)修飾電極上的電化學(xué)響應(yīng)用循環(huán)伏安法(C

6、V)和差示脈沖法(DPV)進(jìn)行研究。HDB-β-CD/MWNTs膜對(duì)NB的響應(yīng)機(jī)理是HDB-β-CD對(duì)NB的包合作用。與MWNTs膜相比，HDB-β-CD/MWNTs膜在催化氧化NB方面顯示了更好的分析特性。在優(yōu)化條件下，線性范圍是3.0×10-6～2.0×10-4mol·L-1，檢測(cè)限(S/N=3)是1.60×10-6mol·L-1. (4)基于固定在增塑的聚氯乙烯膜中的敏感試劑四(對(duì)-二甲基氨基苯基)卟啉(TDMAPP)的熒

7、光猝滅而設(shè)計(jì)的汞離子(Hg2+)光學(xué)傳感器(第5章)。TDMAPP的熒光強(qiáng)度的減小歸因于TDMAPP與Hg2+形成了絡(luò)合物，這是制備Hg2+熒光傳感器的基礎(chǔ)。提出的傳感器對(duì)Hg2+的響應(yīng)與5，10，15,20-四苯基卟啉(TPP)、四(N-苯基吡唑基)卟啉(lPPyPh)對(duì)Hg2+的響應(yīng)做了比較。研究了傳感器的分析特性，傳感器能夠用于Hg2+的定量檢測(cè)，線性范圍為：4.0×10-8～4.0×10-6mol·L-1，檢測(cè)限為8.0×10-