生物傳感器-劉國慶(已修改)
2025-01-28 11:46 本頁面
【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 研究進展 3 結語 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 軸不對稱芳香化合物 ,不僅具有很強的手性誘導作用 ,而且在適合結構基團修飾下能產(chǎn)生很強的熒光 ,可作為一類有效而靈敏的熒光化學傳感器。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化合物作用時 ,該熒光化學傳感器在不同識別位點接受客體分子、通過光誘導電子轉移 (PET)及電子交換能量轉移 (EET) 等引起共軛高分子內能級發(fā)生變化 ,使得所有這些相互作用十分靈敏地在其發(fā)光強度和能量上反映出來 ,具體表現(xiàn)在化學傳感器熒光增強與減弱或發(fā)射波長的變化上。 O HO HBINOL 引言 隨著超分子化學的發(fā)展 ,具有分子器件性質的熒光化學傳感器(fluorescent chemosensor) 在合成化學、分析化學、生物化學、生命科學、信息科學、材料科學、環(huán)境科學和醫(yī)藥等領域有著廣泛的應用前景 ,是近年來備受關注的一個熱點科學問題。 近年來，將熒光技術應用于“分子識別”就是一個正在被廣泛關注的新的研究領域。其最主要的研究工作集中于設計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)生的熒光信號變化能夠有效表達主體分子的識別效果 , 這些主體分子即 熒光化學傳感器 . 利用熒光方法作為分析檢測手段具有方便快捷、高靈敏度和低檢出限等優(yōu)點。 引言 在熒光化學傳感器的研究中 ,傳感器體系的設計和合成占有重要的位置。體系的正確設計與合成將對傳感器的識別能力和靈敏度起到?jīng)Q定性的作用。 核心內容是通過分子設計來合成具有特定的空間結構和電子結構等微環(huán)境的主體分子 ,以期主體分子能與客體分子有更強的作用親合性、更高的選擇性和更靈敏的熒光響應信號。 引言 主體分子應具備四個條件 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 參與識別以及信號傳遞的基團要以適當構型與所測分子鍵合 必須具備可與目標分子進行可逆相互作用的條件 ,如連有極性基團、酸 /堿基團和可產(chǎn)生氫鍵作用的基團等 這些基團可進行預組裝以提供測定所需的選擇性 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) 用以與識別對象客體分子或離子通過形狀、大小或空間結構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作用 . 用以發(fā)出光信號 ,使分子的熒光性質發(fā)生可以檢測的變化 ,如熒光的增強或減弱、熒光壽命的變長或變短等來指示物種已被捕獲； 分子水平上的熒光化學傳感器一般包含 3個部分： 引言 熒光猝滅 手性熒光傳感器 熒光猝滅是指熒光物質分子與溶劑分子之間所發(fā)生的導致 ①熒光強度變化 ②相關的激發(fā)峰位變化 ③熒光峰位變化 。利用某種物質對某一種熒光物質的熒光猝滅作用而建立的對該猝滅劑的熒光測定方法，即為熒光猝滅法。一般而言，熒光猝滅法比直接熒光測定法更為靈敏，具有更高的選擇性。 當熒光傳感器分子的分子識別部分具有手性單元 ,與手性客體的對映體作用能夠引起分子熒光性質有差異的變化時 ,即為 手性熒光傳感器 。 引言 ? 客體分子對主體分子熒光強度的增強或猝滅效率用不同的常數(shù)來表征 ,當客體分子猝滅主體分子的熒光時 ,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。當主客體分子通過靜電作用結合時 , KSV還能表征結合常數(shù) 。 一般用對映體分子間 KSV的比值來表征主體 分子對其的手性識別度。 ef = ( IR I0 )/( IS I0 ) ) (ef： enantiomeric fluorescence difference ratio) 當客體分子增強主體分子 的熒光強度時 , 一般用 ef 值來表 征主體分子對客體分子的手性識別度 . 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 軸不對稱芳香化合物 ,其結構可認為是中心手性的延伸 ,具有很強的手性誘導作用。 兩個萘環(huán)的轉動受到限制使分子具有很好的構造穩(wěn)定性 ,聯(lián)萘熒光團的高敏感性使分子有很好的識別基礎 ,而萘環(huán)上連接的特定基團能很大地增強其
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