关键词:
全-6-氨基-β-环糊精
二茂铁甲酸
三磷酸腺苷
石墨烯
阿霉素
竞争包络
循环伏安
差分脉冲伏安法
包络常数
摘要:
主客体化学又名超分子化学或者包络化学,是以分子识别为基础的一门新兴的高度交叉学科。通常主体和客体分子之间通过氢键、范德华力、静电或者疏水相互作用来进行识别,最终使得客体分子部分或者全部嵌入主体内部。常见的主体分子有冠醚、环糊精、杯芳烃、卟啉等。其中β-环糊精由于其具有内部疏水外部亲水的锥筒结构,可以选择性的包络客体分子,因此成为超分子化学的主要研究对象。由于天然β-环糊精和客体分子络合只有微弱的疏水相互作用,因此应用受到一定限制。为了拓展对客体分子的识别能力和选择性,通过对β-环糊精进行修饰得到了全-6-氨基-β-环糊精。C6位的伯羟基全部被氨基取代,得到了均一的环糊精衍生物,因此它和客体分子相互作用时相比p-环糊精本身而言,不仅具有空腔疏水性,而且还有氢键和静电相会作用,这样将会使具有独特和多样的主客体结合作用,而可以特异性地选择识别一些阴阳离子。电化学具有操作简单、选择性好、仪器便宜、灵敏度高、检测速度快、重现性好等特点,超分子化学和电分析化学研究的结合,因其可以提高电分析化学的选择性和灵敏度而受到高度关注。目前,环糊精及其衍生物已被广泛用作电化学传感器来检测一些物质。利用全-6-氨基-β-环糊精的主客体识别作用,研究其与一些物质的包络作用,并应用去检测一些有意义的的化合物,是一项很有价值的工作。鉴于以上原因,本论文主要开展以下工作:(1)通过对Gadelle,A;Defaye的实验方法进行优化,提出了一种改进的合成方法,最终通过三步SN2反应合成了全-6-氨基-β-环糊精。通过熔点、1HMNR、13CNMR、IR、元素分析等手段对其进行了结构和纯度的表征。表明了所制备的产物和目标产物一致,纯度高,可以用于后边的应用研究。(2)通过循环伏安法研究了全-6-氨基-β-环糊精、二茂铁甲酸以及ATP三者之间的竞争包络作用。首先通过Langmuir公式1/△I=1/△Imax+1/(kc△Imax)计算出了全-6-氨基-β-环糊精和二茂铁甲酸以及全-6-氨基-β-环糊精和ATP两者之间的包络常数,其次对pH、扫描速率、以及反应时间等条件进行了优化,然后在最佳检测条件下通过差分脉冲伏安法对不同浓度的ATP进行检测,在3.12×10-5-1.68×10-3μM范围内,阳极峰电流成ATP的浓度呈良好的线性关系,线性回归方程为I(nA)=42.19+3.96c(μM),相关系数R为0.997。经计算,检测限为1.40×10-4μM(信噪比S/N=3)。此结果表明在一定浓度范围内该方法可以定量的检测弱电活性物质ATP。(3)通过氧化石墨烯和全-6-氨基-β-环糊精反应制取了全-6-氨基-β-环糊精-石墨烯复合物。首先用全-6-氨基-β-环糊精-石墨烯复合物修饰玻碳电极,其次通过循环伏安法优化检测条件,然后在最佳优化条件下用CV对DOX进行检测。DOX浓度在5.0×10-2-5.0×10-3μM范围内,阳极峰电流与DOX浓度成线性,其线性回归方程分别为I(uA)=1.65+4.05 c(uM),相关系数R为0.993。经计算,检测限为7.30×10-4μM(信噪比S/N=3)。结果表明全-氨基-β-环糊精-石墨烯修饰玻碳电极后,电催化能力和电子传导能力增加,可以用来高灵敏的检测DOX。