環(huán)糊精的納米界面組裝及分子識(shí)別性能研究.pdf

1、生命存在的最基本過(guò)程是發(fā)生在納米尺度的表界面環(huán)境中的一系列分子識(shí)別過(guò)程，因此，對(duì)納米表界面分子識(shí)別與作用機(jī)制的研究是從分子水平研究和探索生命現(xiàn)象的重要途徑。結(jié)合超分子主-客體高選擇性識(shí)別性能與納米材料的特性，設(shè)計(jì)和制備各種高效、靈敏、便捷的功能材料，成為智能傳感體系的重要發(fā)展方向。環(huán)糊精是一種環(huán)狀低聚糖，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和分子識(shí)別特性。本論文在概述了環(huán)糊精的分子識(shí)別性能以及基于環(huán)糊精建立的傳感界面的研究背景及最新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，著眼于高性能

2、的環(huán)糊精功能化的納米界面的設(shè)計(jì)與分子識(shí)別研究。充分融合納米材料獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和環(huán)糊精良好的識(shí)別性能，建立高效傳感方法，研究環(huán)糊精功能材料界面的分子間相互作用與信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)制，為建立環(huán)境、生命復(fù)雜體系中的高靈敏測(cè)試方法提供理論依據(jù)。具體內(nèi)容如下：
　　 1.介紹了了環(huán)糊精獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和特性，以及基于環(huán)糊精超分子主體化合物功能化的納米傳感器的研究進(jìn)展，簡(jiǎn)述了半導(dǎo)體量子點(diǎn)、貴金屬納米粒、納米通道的性質(zhì)及其在傳感分析中的應(yīng)用和原理，并由

3、此提出了本論文的設(shè)想和研究思路。
　　 2.創(chuàng)新性的提出了一種簡(jiǎn)單的超聲振蕩方法，將母體環(huán)糊精快速組裝到量子點(diǎn)表面，使量子點(diǎn)從疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性。所制備的超分子納米復(fù)合體同時(shí)具有量子點(diǎn)的優(yōu)良的光學(xué)性能和環(huán)糊精的分子識(shí)別能力，表現(xiàn)出對(duì)酚類(lèi)異構(gòu)體較好的選擇性識(shí)別性能。在所考察的8種酚類(lèi)異構(gòu)體中(包括鄰硝基苯酚、間硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚、鄰甲基苯酚、間甲基苯酚、對(duì)甲基苯酚、1-萘酚、2-萘酚)，α-、β-環(huán)糊精修飾的量子點(diǎn)可以分別對(duì)對(duì)硝

4、基苯酚和1-萘酚選擇性識(shí)別，檢測(cè)限分別為7.92×10-9 M和4.83×10-9 M。研究表明，該類(lèi)探針選擇性好，靈敏度高，且制作簡(jiǎn)單，操作方便。通過(guò)對(duì)實(shí)際環(huán)境中的水樣進(jìn)行檢測(cè)，證明檢測(cè)探針具有很好的抗干擾性和實(shí)用性。
　　 3.利用環(huán)糊精內(nèi)在的手性和良好的主-客體包結(jié)性能，建立了一種以量子點(diǎn)為熒光探針的手性識(shí)別新方法。我們通過(guò)簡(jiǎn)單的組裝方法，分別把具有手性識(shí)別性能的α-和β-環(huán)糊精引入到CdSe/ZnS量子點(diǎn)表面，該類(lèi)傳感器

5、能夠有效靈敏地對(duì)蛋氨酸和酪氨酸進(jìn)行手性識(shí)別。在一定濃度范圍內(nèi)，L-型的氨基酸使環(huán)糊精修飾的量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，而D-型的氨基酸對(duì)量子點(diǎn)的熒光影響不大。環(huán)糊精功能化的量子點(diǎn)可以顯著提高對(duì)手性化合物的對(duì)映選擇性，對(duì)今后手性傳感器以及手性識(shí)別分析方法的應(yīng)用和發(fā)展都具有重要的意義。
　　 4.基于納米銀表面等離子共振性質(zhì)，建立了一種高選擇性稀土離子的識(shí)別新方法。以β-環(huán)糊精/4，4'-聯(lián)吡啶(β-CD/4-DPD)超分子配合物為穩(wěn)定

6、劑和功能基團(tuán)制備出穩(wěn)定的、單分散的銀納米粒探針，通過(guò)離子加入后引起的納米溶膠顏色、UV-vis光譜及微觀形態(tài)的變化來(lái)研究納米探針對(duì)稀土離子的識(shí)別作用。其中Yb3+離子的加入，使單分散的銀納米逐漸組裝成鏈狀的網(wǎng)狀納米結(jié)構(gòu)，顏色由黃色向紅色轉(zhuǎn)變，同時(shí)吸收波長(zhǎng)紅移，而La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+和Eu3+離子對(duì)溶膠的顏色和UV-vis光譜都沒(méi)有影響，從而建立了一種高選擇性的、新型的稀土離子比色傳感方法。
　　 5.

7、利用環(huán)糊精內(nèi)在的手性微環(huán)境，將其組裝到納米通道內(nèi)，開(kāi)發(fā)出一個(gè)高選擇性的手性檢測(cè)體系。首先通過(guò)重離子轟擊加徑跡化學(xué)刻蝕方法(track-etching technique)制備出的單錐形聚合物納米通道，利用化學(xué)蝕刻過(guò)程表面產(chǎn)生的羧基將具有手性識(shí)別性能的β-環(huán)糊精分子修飾到納米通道內(nèi)，基于離子電流的不同變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)組氨酸的手性識(shí)別，并可以對(duì)異構(gòu)體進(jìn)行定量分析。此檢測(cè)體系具有較好的選擇性和重現(xiàn)性，為研究和模擬生物體的手性識(shí)別提供了一種新的思