高分子荧光传感器的手性识别研究

发布时间：2020-08-29 11:01

　　 手性是自然界生命现象最基础的性质之一。越来越多的科学家致力于寻找能够高效识别手性分子的传感器。在各种各样的检测方法中,手性荧光传感器具有操作简单、不破坏样品、响应时间短以及灵敏度高等优势,成为最近一段时间化学传感的研究热点之一。手性联萘酚在化学界有着举足轻重的地位,其C2对称、易修饰以及较好的荧光等性质使其在手性荧光传感器领域有着广泛的使用。圆二色谱(简称CD光谱)能够利用物质的手性产生正负Cotton效应,达到识别手性分子的目的,识别过程并不要求传感器本身具有手性,可以大幅降低对传感器的设计要求。相比于小分子传感器,那些具有共轭结构的高分子传感器,其链骨架上存在较为丰富的π电子,外界因素的干扰能够很容易引起电子密度较大的变化,这就放大了荧光变化信号,提高了检测灵敏度。本论文主要研究基于手性联萘酚的高分子荧光传感器和基于高分子的CD传感器在手性分子识别领域的应用。第一份工作报道了以较高产率、较少步骤在联萘酚3,3'位引入氨基的方法,并将该手性二胺作为其中一个单体,通过醛胺缩合反应得到手性高分子传感器2-P1。该高分子能够很好的识别苯丙氨醇的构型,D-苯丙氨醇能够引起高分子溶液更大的荧光响应,ef值为8.99,且两种不同构型苯丙氨醇所引起的高分子溶液荧光的差异能够在紫外灯下被肉眼直接观察到。第二份工作通过click反应,分别合成了两个基于联萘酚的手性单体,再分别将它们做成离子型高分子3-P1和3-P2,它们对D-色氨酸阴离子都有较好的荧光增强响应,以及良好的手性识别能力,ef值分别为6.25和7.87。有趣的是,L-或D-色氨酸阴离子能够使3-P2溶液的荧光发射产生较大的红移,对荧光强度的不同影响在市售紫外灯照射下能够被肉眼直接观察到。第三份工作主要通过click反应以较高产率直接合成了基于联萘酚的手性高分子4-P1,该高分子荧光传感器能够识别苯丙氨醇的构型,其中,D-苯丙氨醇能使高分子溶液荧光增强的更大,ef值为2.99。据了解,这是首次报道直接通过click反应形成的高分子用于手性分子识别。第四份工作报道了一种含有三齿配体基团的非手性共轭高分子5-P1,该高分子能够与二价铜离子在溶液中按照1：1的比例现场生成金属高分子配合物5-P2。新生成的金属高分子配合物作为荧光传感器在各种氨基酸中只对组氨酸有明显turn-on荧光响应,然后通过CD光谱测出组氨酸的构型,L-组氨酸对应负的Cotton效应,D-组氨酸对应正的Cotton效应。然而,高分子5-P2的模板小分子却无法对组氨酸产生有效的CD响应。
【学位单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TP212
【部分图文】：

左手通常与互成镜像的右手无法重合。手性现象在自然界中广，大多数有生物活性的分子都具有手性，如氨基酸都是Ｚ构型，糖类都，它们都是构成生命科学极其重要的单元。现代药物研究发现，有生物活‘性药物分子，往往其中某一种构型有更好的药效和更低的毒性，而相反的有低的药效和高的毒性Ｗ１。在手性药物未被人们认识前，欧洲一些医孕妇服用没有经过手性拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药，很多孕妇，生出了无头或缺腿的先天崎形儿，有的胎儿没有胳膊，手长在肩膀上，非常恐怖。仅仅４年时间，世界范围内诞生了邋１．２万多名崎形的＂海豹婴儿＂是被称为＂反应停＂的惨剧。后来经过研究发现，ｉ？－构型的反应停有镇，但是Ｓ－对映体对胚胎有很强的致崎作用。正是有了邋６０年代的这个教训，所在研制成功后，都要经过严格的生物活性和毒性试验，Ｗ避免其中所含的手性分子对人体产生危害。很多关键的生物化学过程也包含着手性物质之互作用，例如生物活性化合物通过天然细胞膜结构的穿透与扩散Ｐ’４ｌ逡逑

图３－１．邋ＴＧＡ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｈｉｒａｌ邋ｐｏｌｙｍｅｒｓ邋３－Ｐ１邋和３－口２．逡逑

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【共引文献】

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本文编号：2808465