基于自组装环糊精双核铜手性识别氨基酸对映体

发布时间：2017-09-01 09:22

  本文关键词：基于自组装环糊精双核铜手性识别氨基酸对映体

  更多相关文章： 环糊精双核铜 自组装 氨基酸 有序结构 手性识别

【摘要】：将环糊精双核铜(Cu_2-α-CD和Cu_2-β-CD)自组装在聚L-谷氨酸(P-L-Glu)表面,对D-酪氨酸(D-Tyr)和D-色氨酸(D-Trp)进行手性识别。Cu~(2+)在环糊精大口端形成了羟基铜桥键结构(Cu(OH)2Cu),该结构如同“帽子”般迫使氨基酸对映体从环糊精双核铜的小口端进入内腔,且结构有效防止腔内高能水的释放。因为环糊精腔内的高能水分子和D-酪氨酸/D-色氨酸之间的氨基易形成氢键,所以优先识别D-Tyr、D-Trp。环糊精双核铜的识别能力取决于P-L-Glu自组装环糊精双核铜的方式。研究发现,氢键作用的自组装优于静电作用的自组装,这是因为P-L-Glu和Cu(OH)_2Cu之间的静电相互作用会改变环糊精双核铜空腔的结构,削弱了高能水分子和D-Tyr、D-Trp之间的氢键。通过Cu_2-β-CD与壳聚糖(CS)氨基之间的配位作用,将Cu_2-β-CD自组装在碱处理CS膜表面,制得CS/Cu_2-β-CD修饰玻碳电极并应用于氨基酸的手性识别。在自组装过程中,Cu_2-β-CD分子彼此之间通过氢键相互作用,诱导CS有序排列成微米柱结构。同时自组装温度和自组装时间均会影响其结构。基于Cu_2-β-CD的高度有序排列,实现了D-色氨酸(D-Trp)的高效选择性识别。本章工作首次提出识别材料的有序结构会影响Trp的手性识别效率。通过配位作用将Cu_2-α-CD自组装在CS膜表面,Cu_2-α-CD较小的空腔尺寸导致CS与Cu_2-α-CD空间上无法形成有效地匹配,从而使得自组装在CS表面的Cu_2-α-CD是无序的。利用酪氨酸(Tyr)对映体在主-客体间空间位阻的不同,从而选择性形成分子间氢键。在CS和Cu_2-α-CD协同作用下高效识别Tyr对映体。Tyr对映体的识别既可以通过电流比实现,还可以通过电位差实现。同时对温敏性进行了研究。该手性传感器还可准确检测出D-Tyr和L-Tyr在其外消旋体的比例,这对将来手性化合物的分离提供了广阔的应用前景。
【关键词】：环糊精双核铜 自组装 氨基酸 有序结构 手性识别
【学位授予单位】：常州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 绪论11-22
• 1.1 手性识别材料11-14
• 1.1.1 概述11
• 1.1.2 手性化合物11-14
• 1.2 手性识别方法14-15
• 1.2.1 分子印迹法14
• 1.2.2 手性配体交换14-15
• 1.2.3 超分子作用15
• 1.3 电化学识别技术15-16
• 1.4 自组装技术16-20
• 1.4.1 自组装概念16-17
• 1.4.2 自组装类型17-18
• 1.4.3 界面自组装18-20
• 1.5 选题意义和研究内容20-22
• 1.5.1 选题意义20
• 1.5.2 研究内容20-22
• 2 聚L-谷氨酸(P-L-Glu)自组装环糊精双核铜手性识别氨基酸对映体22-42
• 2.1 引言22-23
• 2.2 实验部分23-24
• 2.2.1 仪器与试剂23-24
• 2.2.2 环糊精双核铜(Cu_2-α/β-CD)的制备24
• 2.2.3 P-L-Glu/Cu_2-α/β-CD修饰电极的制备24
• 2.2.4 基于Cu_2-α/β-CD手性传感器手性识别氨基酸对映体24
• 2.3 结果与讨论24-41
• 2.3.1 Cu_2-α/β-CD的表征24-26
• 2.3.2 P-L-Glu自组装Cu_2-α/β-CD修饰电极电化学表征26-27
• 2.3.3 P-L-Glu自组装Cu_2-α/β-CD修饰电极的场发射扫描电镜表征27-28
• 2.3.4 D-型氨基酸的手性识别机理28-31
• 2.3.5 温度/pH值双敏感的手性识别31-34
• 2.3.6 Cu_2-α/β-CD对氨基酸的包结常数及热力学考察34-37
• 2.3.7 水接触角37-38
• 2.3.8 核磁识别氨基酸对映体38-40
• 2.3.9 检测方法对识别的影响40-41
• 2.3.10 修饰电极稳定性考察41
• 2.4 本章小结41-42
• 3 β-环糊精双核铜(Cu_2-β-CD)诱导壳聚糖(CS)有序自组装用于手性识别氨基酸对映体42-59
• 3.1 引言42-43
• 3.2 实验部分43-45
• 3.2.1 仪器与试剂43-44
• 3.2.2 β-环糊精双核铜(Cu_2-β-CD)的制备44
• 3.2.3 碱处理的壳聚糖(CS)修饰电极的制备44
• 3.2.4 Cu_2-β-CD自组装碱处理CS/GCE修饰电极的制备44-45
• 3.2.5 色氨酸(Trp)对映体的电化学识别45
• 3.3 结果与讨论45-57
• 3.3.1 碱处理CS配位自组装Cu_2-β-CD的表征45-47
• 3.3.2 各个修饰电极的场发射扫描电镜及原子力显微镜表征47-48
• 3.3.3 Cu_2-β-CD诱导CS有序排列48-49
• 3.3.4 自组装条件的考察49-52
• 3.3.5 色氨酸(Trp)对映体的识别机理探索52-53
• 3.3.6 沉积方式的对比53
• 3.3.7 水接触角53-54
• 3.3.8 温度对识别的影响54-55
• 3.3.9 不同氨基酸识别能力的检测55
• 3.3.10 实验条件的优化55-57
• 3.4 本章小结57-59
• 4 壳聚糖(CS)配位自组装α-环糊精双核铜(Cu_2-α-CD)手性识别酪氨酸对映体(Tyr)59-69
• 4.1 引言59-60
• 4.2 实验部分60-61
• 4.2.1 仪器与试剂60
• 4.2.2 α-环糊精双核铜(Cu_2-α-CD)的制备60
• 4.2.3 碱处理的壳聚糖(CS)修饰电极的制备60-61
• 4.2.4 Cu_2-α-CD配位自组装碱处理CS/GCE修饰电极的制备61
• 4.2.5 酪氨酸(Tyr)对映体的电化学识别61
• 4.3 结果与讨论61-68
• 4.3.1 红外光谱61-62
• 4.3.2 碱处理CS/Cu_2-α-CD/GCE扫描电镜的表征62-63
• 4.3.3 碱处理CS/Cu_2-α-CD/GCE的电化学表征63
• 4.3.4 Tyr对映体的手性识别63-64
• 4.3.5 Tyr对映体手性识别机理64-65
• 4.3.6 温度对Tyr对映体识别的影响65-66
• 4.3.7 D-Tyr在外消旋体中含量的测定66-67
• 4.3.8 不同氨基酸识别能力的检测67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 5 总结69-70
• 参考文献70-81
• 附录81-83
• 攻读学位期间研究成果83-84
• 致谢84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 申刚义;高妍;戴东升;崔箭;刘裕明;裴凌鹏;;表面等离子体共振技术用于蛋白对氨基酸手性识别的动力学研究[J];高等学校化学学报;2011年08期

2 刘昆元,王璞,王露,李郁章;对映体选择性化学传感器与手性识别载体研究[J];分析化学;1992年06期

3 虞斌,丁孟贤,周子南,吴盛容,王佛松;旋光性聚酰胺的合成、表征及其手性识别能力[J];功能高分子学报;1993年03期

4 胡晓允;单自兴;周忠强;;杂络合——手性识别的新方式[J];大学化学;2014年02期

5 牟其明,薛翠花,陈淑华;氨基酸及其衍生物的手性识别研究进展[J];化学研究与应用;2001年05期

6 卿光焱;刘顺英;何永炳;;基于杯[4]芳烃的手性识别[J];化学进展;2008年12期

7 杨祖幸;张文华;;二聚炔雌醇分子钳对氨基酸甲酯手性识别的理论研究[J];化学研究与应用;2008年04期

8 吴弼东,谢剑炜;电喷雾质谱技术在手性识别中的应用[J];军事医学科学院院刊;2004年04期

9 赵志刚;;氨基甲酸酯型石胆酸裂口分子的手性识别性能研究[J];西南民族大学学报(自然科学版);2008年03期

10 邢健敏;李芬芳;;温度诱导双水相体系中扁桃酸的手性识别研究[J];高等学校化学学报;2009年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王煜;晋卫军;;非除氧环糊精诱导室温磷光法在手性识别中的应用[A];中国化学会第十五届全国有机分析及生物分析学术研讨会论文集[C];2009年

2 王云侠;尹秀丽;孔继烈;李剑利;郭媛;;自组装膜修饰纳米金胶的手性识别新方法探索研究[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年

3 冯婷婷;张昭;王煜;;非除氧室温磷光法手性识别辛可宁和辛可尼丁[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年

4 尤秀丽;叶农钦;陈秀琴;姚碧霞;王庆华;翁文;;分子模拟法在手性识别机理研究中的应用[A];中国化学会全国第十三届大环化学暨第五届超分子化学学术讨论会论文选集[C];2006年

5 翁文;姚碧霞;尤秀丽;詹峰萍;余光艳;;“手性识别盲区”及手性识别机理探讨的误区[A];第四届全国分子手性学术研讨会暨2011绿色手性论坛论文摘要集[C];2011年

6 胡传江;冯志强;蒋佳s，

本文编号：771241