含铁金属有机骨架复合材料的制备及其在药物分析中的应用

发布时间：2017-07-08 21:18

  本文关键词：含铁金属有机骨架复合材料的制备及其在药物分析中的应用

  更多相关文章： 含铁金属有机骨架 复合材料 过氧化物模拟酶 药物分析

【摘要】：金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)也被称为多孔配位聚合物(porouscoordination polymers,PCPs),是由金属离子和有机桥联配体通过配位作用形成的一类新的晶型多孔材料。与传统的多孔材料相比,MOFs由于具有灵活多样的拓扑结构、有序可调的孔道、超高的比表面积以及不饱和配位的金属位点等优良性质,已被广泛的应用于气体储存、分离富集、药物运输、生物成像、化学传感以及催化等领域。将MOFs和其他功能材料可控的组装成多功能复合材料是一个新兴的研究方向。该研究方向通过调和MOFs和其他功能材料的协同效应,克服了MOFs的一些缺陷,展现出一些优于单体的新性能。因此,这些多功能复合材料极大地扩展了MOFs的应用范围。本文致力于含铁金属有机骨架及其复合物的制备,并且探讨其单体以及复合材料的过氧化物模拟酶性质在药物分析中的应用。主要包括以下几个部分:Fe-MIL-88NH_2在可视化检测生物巯基化合物中的应用金属有机骨架Fe-MIL-88NH_2具有良好的模拟酶催化活性,在双氧水的存在下能够催化氧化色原试剂3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)显色。当存在半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)、谷胱甘肽(GSH)等小分子生物巯基化合物时,巯基化合物能够与TMB竞争Fe-MIL-88催化分解H_2O_2产生的羟基自由基(·OH),使巯基被·OH氧化为二硫键,并伴随着体系颜色的改变。据此,我们建立了血清中巯基小分子化合物灵敏的、可视化的检测方法。其线性范围分别为:1.0 80.0μM(Cys),1.0 80.0μM(Hcy),1.0 100.0μM(GSH);检出限分别为:0.39μM(Cys),0.40μM(Hcy),0.45μM(GSH)。Ag NPs/MIL-101(Fe)复合材料的制备及其在表面增强拉曼散射检测多巴胺(DA)中的应用MOFs具有独特的三维结构以及超高的表面积,能够负载大量的AgNPs,从而形成大量的拉曼热点,能极大地增强拉曼分子的拉曼信号。本实验中,通过鞣酸分子上的酚羟基(-OH)与MIL-101(Fe)表面的不饱和配位Fe(Ⅲ)的络合作用,先将鞣酸固载到MIL-101(Fe)表面,当加入AgNO_3时,鞣酸能在MIL-101(Fe)表面原位还原AgNO_3生成AgNPs。这一复合物AgNPs/MIL-101(Fe)同时兼具AgNPs的拉曼增强效果和MIL-101(Fe)的模拟酶活性。在H_2O_2存在下,AgNPs/MIL-101(Fe)能够催化氧化酶联免疫显色底物2,2'-连氮基双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS),并增强氧化态ABTS(ox-ABTS)的拉曼信号。当存在DA时,DA能够抑制ABTS的氧化,从而降低ox-ABTS的拉曼信号,以此建立了表面增强拉曼散射超灵敏检测DA的分析方法。在最优条件下,检测DA的线性范围和检出限分别为1.054 pM 210.8 nM和0.32 pM。高模拟酶活性Fe_3O_4/MIL-101(Fe)复合材料的制备及其在催化合成吩嗪类药物中间体中的应用通过超声辅助的静电自组装技术将半胱氨酸修饰的Fe_3O_4附着在MIL-101(Fe)表面,成功地制备了Fe_3O_4/MIL-101(Fe)杂化材料。研究表明,该复合材料不仅具有协同的模拟酶活性,而且具有磁分离性质,可实现催化剂的重复利用。该杂化材料在吩嗪类药物中间体的合成中展现出高效的催化活性,相对于已报道的生物酶,其催化效率更高。在重复使用5次后,其催化活性依然能够保持在88%以上。
【关键词】：含铁金属有机骨架 复合材料 过氧化物模拟酶 药物分析
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;R917
【目录】：

• 基金项目支持4-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 缩写符号对照表11-13
• 第1章 选题依据13-27
• 第1节 研究意义13-14
• 第2节 国内外研究现状及发展动态分析14-23
• 2.1 金属有机骨架化合物简介14-15
• 2.2 金属有机骨架化合物的设计与合成15-17
• 2.3 金属有机骨架复合物17-22
• 2.4 含铁金属有机骨架及其复合物的研究进展22-23
• 第3节 存在的问题23-24
• 第4节 本研究的目标、内容以及拟解决的问题24-25
• 4.1 研究目标24
• 4.2 研究内容24-25
• 4.3 拟解决的问题25
• 第5节 研究方案及可行性分析25-26
• 5.1 研究方案25
• 5.2 可行性分析25-26
• 第6节 特色与创新26-27
• 第2章 基于Fe-MIL-88NH_2的过氧化物模拟酶性质可视化检测血清中巯基化合物27-36
• 第1节 引言27-28
• 第2节 实验部分28-29
• 2.1 材料与试剂28
• 2.2 实验仪器28-29
• 2.3 Fe-MIL-88NH_2金属有机骨架的制备29
• 2.4 巯基化合物的检测29
• 第3节 结果与讨论29-35
• 3.1 Fe-MIL-88NH_2金属有机骨架化合物的表征29-30
• 3.2 Fe-MIL-88NH_2的模拟酶性质用于检测巯基化合物30-31
• 3.3 实验条件优化31-32
• 3.4 方法验证32-33
• 3.5 血清中共存物质的干扰实验33-34
• 3.6 血清样品的测定34-35
• 第4节小结35-36
• 第3章 MIL-101(Fe)表面原位合成AgNPs用于表面增强拉曼散射超灵敏的检测多巴胺36-53
• 第1节 引言36-37
• 第2节 实验部分37-39
• 2.1 材料与试剂37-38
• 2.2 实验仪器38
• 2.3 AgNPs/MIL-101(Fe)复合物的制备38-39
• 2.4 AgNPs/MIL-101(Fe)的SERS性能研究39
• 2.5 多巴胺的检测39
• 第3节 结果与讨论39-52
• 3.1 AgNPs/MIL-101(Fe)复合材料的表征39-43
• 3.2 AgNPs/MIL-101(Fe)的SERS活性表征43-45
• 3.3 SERS检测多巴胺45-52
• 第4节 小结52-53
• 第4章 高模拟酶活性的Fe_3O_4/MIL-101(Fe)催化吩嗪类药物中间体的合成53-65
• 第1节 引言53-54
• 第2节 实验部分54-56
• 2.1 材料与试剂54
• 2.2 实验仪器54-55
• 2.3 Fe_3O_4/MIL-101(Fe)复合材料的制备55
• 2.4 Fe_3O_4/MIL-101(Fe)用于催化邻苯二胺合成 2,3-二氨基吩嗪55-56
• 第3节 结果与讨论56-64
• 3.1 Fe_3O_4/MIL-101(Fe)复合材料的表征56-58
• 3.2 Fe_3O_4/MIL-101(Fe)催化邻苯二胺合成 2,3-二氨基吩嗪58-61
• 3.3 Fe_3O_4/MIL-101(Fe)的回收利用实验61-62
• 3.4 2,3-二氨基吩嗪的表征数据62-64
• 第4节 小结64-65
• 第5章 全文总结及展望65-67
• 参考文献67-79
• 硕士期间科研成果79-80
• 致谢80

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