生物傳感器-劉國(guó)慶(已修改)
2025-01-28 11:46 本頁(yè)面
【正文】 基于 1 ,1′ 聯(lián) 2萘酚衍生物的手性熒光傳感器 目錄 摘要 1 引言 2 研究進(jìn)展 3 結(jié)語(yǔ) 4 摘要 ? 具有光活性的 1 ,1′ 聯(lián) 2萘酚 (BINOL)衍生物是近年來研究較多的 C2 軸不對(duì)稱芳香化合物 ,不僅具有很強(qiáng)的手性誘導(dǎo)作用 ,而且在適合結(jié)構(gòu)基團(tuán)修飾下能產(chǎn)生很強(qiáng)的熒光 ,可作為一類有效而靈敏的熒光化學(xué)傳感器。在與手性胺、氨基醇、氨基酸、 α 羥基羧酸、手性醇和單糖等手性有機(jī)化合物作用時(shí) ,該熒光化學(xué)傳感器在不同識(shí)別位點(diǎn)接受客體分子、通過光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移 (PET)及電子交換能量轉(zhuǎn)移 (EET) 等引起共軛高分子內(nèi)能級(jí)發(fā)生變化 ,使得所有這些相互作用十分靈敏地在其發(fā)光強(qiáng)度和能量上反映出來 ,具體表現(xiàn)在化學(xué)傳感器熒光增強(qiáng)與減弱或發(fā)射波長(zhǎng)的變化上。 O HO HBINOL 引言 隨著超分子化學(xué)的發(fā)展 ,具有分子器件性質(zhì)的熒光化學(xué)傳感器(fluorescent chemosensor) 在合成化學(xué)、分析化學(xué)、生物化學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景 ,是近年來備受關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)科學(xué)問題。 近年來，將熒光技術(shù)應(yīng)用于“分子識(shí)別”就是一個(gè)正在被廣泛關(guān)注的新的研究領(lǐng)域。其最主要的研究工作集中于設(shè)計(jì)并合成能作為模板的主體分子 ,使主客體分子相互作用而產(chǎn)生的熒光信號(hào)變化能夠有效表達(dá)主體分子的識(shí)別效果 , 這些主體分子即 熒光化學(xué)傳感器 . 利用熒光方法作為分析檢測(cè)手段具有方便快捷、高靈敏度和低檢出限等優(yōu)點(diǎn)。 引言 在熒光化學(xué)傳感器的研究中 ,傳感器體系的設(shè)計(jì)和合成占有重要的位置。體系的正確設(shè)計(jì)與合成將對(duì)傳感器的識(shí)別能力和靈敏度起到?jīng)Q定性的作用。 核心內(nèi)容是通過分子設(shè)計(jì)來合成具有特定的空間結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)等微環(huán)境的主體分子 ,以期主體分子能與客體分子有更強(qiáng)的作用親合性、更高的選擇性和更靈敏的熒光響應(yīng)信號(hào)。 引言 主體分子應(yīng)具備四個(gè)條件 主客體的相互作用一定要給出可被外界觀察并量化的信號(hào) 參與識(shí)別以及信號(hào)傳遞的基團(tuán)要以適當(dāng)構(gòu)型與所測(cè)分子鍵合 必須具備可與目標(biāo)分子進(jìn)行可逆相互作用的條件 ,如連有極性基團(tuán)、酸 /堿基團(tuán)和可產(chǎn)生氫鍵作用的基團(tuán)等 這些基團(tuán)可進(jìn)行預(yù)組裝以提供測(cè)定所需的選擇性 引言 外來物種接受體部分 (receptor) 連接體部分(linker) 發(fā)光體部分(fluorophore) 用以與識(shí)別對(duì)象客體分子或離子通過形狀、大小或空間結(jié)構(gòu)的不同而有選擇地作用并將客體分子或離子捕獲； 用以連接接受體和發(fā)光體兩個(gè)部分 ,并起到使發(fā)光體發(fā)光行為發(fā)生變化的樞紐或開關(guān)作用 . 用以發(fā)出光信號(hào) ,使分子的熒光性質(zhì)發(fā)生可以檢測(cè)的變化 ,如熒光的增強(qiáng)或減弱、熒光壽命的變長(zhǎng)或變短等來指示物種已被捕獲； 分子水平上的熒光化學(xué)傳感器一般包含 3個(gè)部分： 引言 熒光猝滅 手性熒光傳感器 熒光猝滅是指熒光物質(zhì)分子與溶劑分子之間所發(fā)生的導(dǎo)致 ①熒光強(qiáng)度變化 ②相關(guān)的激發(fā)峰位變化 ③熒光峰位變化 。利用某種物質(zhì)對(duì)某一種熒光物質(zhì)的熒光猝滅作用而建立的對(duì)該猝滅劑的熒光測(cè)定方法，即為熒光猝滅法。一般而言，熒光猝滅法比直接熒光測(cè)定法更為靈敏，具有更高的選擇性。 當(dāng)熒光傳感器分子的分子識(shí)別部分具有手性單元 ,與手性客體的對(duì)映體作用能夠引起分子熒光性質(zhì)有差異的變化時(shí) ,即為 手性熒光傳感器 。 引言 ? 客體分子對(duì)主體分子熒光強(qiáng)度的增強(qiáng)或猝滅效率用不同的常數(shù)來表征 ,當(dāng)客體分子猝滅主體分子的熒光時(shí) ,很多猝滅過程滿足 SternVolmer 方程 : I0/I = 1 + KSV [ Q] = 1 + kqτo [ Q ] I0 和 I是主體分子在與客體分子作用前后的熒光強(qiáng)度 ,[Q]是客體分子的濃度 , KSV是 SternVolmer 常數(shù) ,它與熒光猝滅常數(shù) kq 和熒光壽命 τ o 有關(guān)。當(dāng)主客體分子通過靜電作用結(jié)合時(shí) , KSV還能表征結(jié)合常數(shù) 。 一般用對(duì)映體分子間 KSV的比值來表征主體 分子對(duì)其的手性識(shí)別度。 ef = ( IR I0 )/( IS I0 ) ) (ef： enantiomeric fluorescence difference ratio) 當(dāng)客體分子增強(qiáng)主體分子 的熒光強(qiáng)度時(shí) , 一般用 ef 值來表 征主體分子對(duì)客體分子的手性識(shí)別度 . 引言 具有光活性的 1 ,1’ 聯(lián) 2萘酚 (BINOL) 及其衍生物是近年來研究較多的 C2 軸不對(duì)稱芳香化合物 ,其結(jié)構(gòu)可認(rèn)為是中心手性的延伸 ,具有很強(qiáng)的手性誘導(dǎo)作用。 兩個(gè)萘環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)受到限制使分子具有很好的構(gòu)造穩(wěn)定性 ,聯(lián)萘熒光團(tuán)的高敏感性使分子有很好的識(shí)別基礎(chǔ) ,而萘環(huán)上連接的特定基團(tuán)能很大地增強(qiáng)其
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