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聚集诱导发光现象在糖类分子识别和检测中运用科技

收藏本文 2024-03-08 点赞:7653 浏览:24013 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近年来,硼酸化合物因其在糖类受体分子及人工凝集素领域的运用而得到高度关注。然而,由于传统信号传导机制的影响,这些受体分子的选择性与其和糖类分子的亲和力紧密相关并因而受到限制。本论文的核心工作就是设计并合成修饰有硼酸根的四乙烯荧光受体分子,以将聚集诱导发光现象的分子内旋转受阻机制利用到糖类识别领域中,同时为糖类受体分子的设计提供基础信息。第一,基于聚集诱导发光效应进展了一种在概念上革新的,可在水溶液中实现对D-葡萄糖高特异性检测的探针分子。当双硼酸修饰的四乙烯分子(TPEDB)与D-葡萄糖在水溶液中缩合聚合后,由于缩聚物中四乙烯生色团中的苯环旋转受到限制,以而使得TPEDB荧光显著增强。而当该探针分子与D-果糖,D-半乳糖或D-甘露糖混合后,由于这些单糖分子无法与TPEDB发生缩合聚合反应,因而TPEDB的荧光基本上没有变化。这种新的“缩合聚合诱导荧光增强”的检测机制为设计对D-葡萄糖具有高选择性的荧光受体提供了一条新的对策。第二,基于硼酸/二元醇动态化学键而不是主客体相互作用,以α-环糊精和γ-环糊精中实现了对β-环糊精的选择性识别。在双硼酸修饰的四乙烯分子(TPEDB)中加入β-环糊精后荧光显著增强,而α-环糊精和γ-环糊精对于TPEDB荧光的影响却很小。我们提出并证实TPEDB通过双硼酸位点与β-环糊精大口上相间的二元醇位点形成协同的动态共价键,以而导致四乙烯单元中苯环的旋转能垒升高,进而诱导荧光增强。这种新的结合模型为多糖受体分子的设计对策以及基于环糊精的超分子组装体的构建提供了新的设计思路。关键词:分子识别论文聚集诱导发光论文硼酸/二元醇动态共价键论文葡萄糖论文环糊精论文

    致谢6-8

    摘要8-9

    Abstract9-11

    目录11-13

    1 绪论13-41

    1.1 引言13-14

    1.2 糖类分子识别与检测14-28

    1.2.1 糖类识别的作用方式14-18

    1.2.2 糖类受体分子的构筑对策18-20

    1.2.3 糖类受体分子的选择性设计20-24

    1.2.4 糖类分子识别的响应机制24-28

    1.3 聚集诱导发光28-39

    1.3.1 聚集诱导发光28-30

    1.3.2 分子内旋转受阻机制30-33

    1.3.3 聚集诱导发光在分子识别中的运用33-39

    1.4 课题的提出及作用39-41

    2 基于四乙烯荧光探针的D-葡萄糖特异性检测41-59

    2.1 引言41-42

    2.2 实验部分42-46

    2.2.1 试剂42

    2.2.2 测试与表征42-43

    2.2.3 硼酸功能化的四乙烯探针分子的合成43-46

    2.3 结果与讨论46-57

    2.3.1 TPEDB的pH响应性46-47

    2.3.2 TPEDB对于单糖的响应及选择性47-51

    2.3.3 TPEDB特异性检测葡萄糖机理的提出51-54

    2.3.4 TPEDB与葡萄糖缩聚机理的佐证54-56

    2.3.5 TPEDB对尿糖的检测56-57

    2.4 本章小结57-59

    3 基于协同的硼酸/二元醇作用的β-环糊精识别59-85

    3.1 引言59-60

    3.2 实验部分60-64

    3.2.1 试剂60

    3.2.2 测试与表征60

    3.2.3 水溶性四乙烯分子的合成60-64

    3.3 结果与讨论64-84

    3.3.1 TPEDB对环糊精的荧光响应64-66

    3.3.2 TPEDB与环糊精的结合机制66-73

    3.3.3 TPEDB@p-CD复合物的结构剖析73-77

    3.3.4 TPEDB@p-CD复合物的量子建模77-79

    3.3.5 TPEDB@p-CD复合物的动态性79-84

    3.4 本章小结84-85

    4 总结与展望85-87

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