新型雙組份單糖識(shí)別體系及其性質(zhì)研究.pdf

1、糖廣泛存在于生命體中，既是維持生命正常運(yùn)作的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是重要的生物信息分子，具有重要的生物功能和代謝作用。生命體對糖的不合理攝入及胰島功能異常往往引起生物功能的紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致腎性糖尿、囊腫性纖維化、糖尿病及癌腫等疾病。因此，如何設(shè)計(jì)特定的單糖識(shí)別體系，利用其對單糖的專一性契合作用，用作探針去研究重要的生命過程是非常有意義的課題。近十年來，單糖分子的識(shí)別一直得到人們的持續(xù)關(guān)注，然而由于單糖僅僅有一種功能團(tuán)（羥基），而且在水溶液中存在多種

2、構(gòu)型，因此真正能夠?qū)ζ渥R(shí)別并具有實(shí)際應(yīng)用前景的體系是缺乏的。如何得到高靈敏性和選擇性的單糖識(shí)別體系是迫切需要解決的分子識(shí)別基礎(chǔ)理論問題和臨床醫(yī)學(xué)的現(xiàn)實(shí)要求，它的成功研究不僅為醫(yī)療診斷提供可靠的手段，而且為探索復(fù)雜的生命過程提供分子生物學(xué)依據(jù)。
　　 本學(xué)位論文所設(shè)計(jì)并構(gòu)建的組合體系基于的理論基礎(chǔ)為雙組份的熒光檢測體系，即體系中包含了陰離子熒光報(bào)告單元和陽離子猝滅結(jié)合體，二者通過靜電作用，生成基態(tài)的電荷復(fù)合物（分子間的復(fù)合物），導(dǎo)

3、致報(bào)告單元熒光被猝滅或抑制（組合體系“開-關(guān)”）。當(dāng)將單糖加入上述組合體系中，由于糖分子上的羥基與猝滅結(jié)合體上的硼酸基形成可逆性的硼酸酯（形成分子內(nèi)電荷復(fù)合物），瓦解或破壞之前形成的分子間電荷復(fù)合物，從而引起被猝滅或抑制的熒光回復(fù)來達(dá)到對單糖的檢測。基于上述理論我們設(shè)計(jì)構(gòu)建了三類雙組分組合體系，并通過熒光光譜研究組合體系與單糖相互作用。具體學(xué)位論文主要包括以下五個(gè)方面:
　　 第一章，簡要概述糖類的結(jié)構(gòu)、糖類的分析方法及熒光傳感

4、器的研究進(jìn)展，最后給出本文的主體思想。
　　 第二章，構(gòu)建了基于“開-關(guān)-開”作用機(jī)理的D-葡萄糖檢測體系，組合體系由帶有氨基和羧基官能團(tuán)的熒光量子點(diǎn)(FQD)作為了熒光報(bào)告單元，硼酸取代的聯(lián)吡啶季胺鹽(BBVs)為熒光猝滅劑和單糖接受體。通過熒光光譜研究了三種FQD/BBVs組合體系與D-果糖的相互作用。結(jié)果表明:三個(gè)組合體系o-BBV/FQD=10/1、m-BBV/FQD=8/1、p-BBV/FQD=5/1都能夠?qū)-葡糖糖

5、進(jìn)行有效檢測。并且在365nm紫外燈照射下對D-葡糖糖的檢測可以通過裸眼觀察到溶液顏色的變化。研究工作為熒光量子點(diǎn)在分子識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一種可行的方法。
　　 第三章，構(gòu)建了基于熒光量子點(diǎn)(FQD)和四硼酸取代的聯(lián)吡啶季胺鹽(ToBV)組合體系。熒光光譜研究表明該組合體系能夠?qū)-果糖高選擇性的識(shí)別。高的選擇性來自于設(shè)計(jì)合成的猝滅接受體ToBV提供了合理的空間結(jié)合點(diǎn)。在FQD/ToBV=1/13(mol)下，組合體系對D-果

6、糖的響應(yīng)是其它D-單糖的5-7倍。同樣，整個(gè)檢測過程組合體系溶液顏色的改變可以通過裸眼觀察到。研究結(jié)果為設(shè)計(jì)合成高選擇性的猝滅結(jié)合體提供理論參考。
　　 第四章，構(gòu)建了染料分子（HPTS）和間硼酸芐基吡啶季胺鹽（m-P3BQ）組合體系。同樣，在FQD/m-P3BQ=1/500(mol)下實(shí)現(xiàn)對D-果糖的選擇性識(shí)別。該體系中，熒光報(bào)告分子是商業(yè)化的熒光染料，猝滅結(jié)合體合成簡單。這種巧妙的設(shè)計(jì)成本低廉、效果明顯的體系為以后人工合成和