雙二茂鐵衍生物的電化學(xué)性質(zhì)及在生物傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、二茂鐵及其衍生物因其具有良好的電化學(xué)活性、穩(wěn)定性及低毒性等特點(diǎn)，使其在多個(gè)研究領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。基于二茂鐵及其衍生物良好的氧化還原活性，其在電化學(xué)傳感器和分子組裝領(lǐng)域占有重要位置。雙二茂鐵以及橋聯(lián)二茂鐵衍生物與其單核同系物的性質(zhì)不同，由于金屬之間的相互作用而表現(xiàn)出的電化學(xué)性質(zhì)極大地豐富了金屬有機(jī)電化學(xué)的內(nèi)容。二茂鐵及其衍生物作為電子介體以及與DNA間的作用機(jī)理和作為DNA電化學(xué)傳感器的指示劑研究也受到越來(lái)越廣泛的重視。本論文研究工作

2、旨在研究新型的水溶性電子介體固定化方法，并探索該化合物作為催化型生物傳感器電子轉(zhuǎn)移介體和研究DNA的電活性嵌入劑的可行性，為生命化學(xué)分析研究提供了基礎(chǔ)性資料。 第一部分為綜述，詳細(xì)介紹了二茂鐵及其衍生物研究進(jìn)展，同時(shí)也介紹了二茂鐵及其衍生物修飾電極的研究概況，然后重點(diǎn)介紹了DNA的基本結(jié)構(gòu)、與DNA相互作用的其他分子的分類、作用模式和作用機(jī)理，并總結(jié)了目前較為常用的小分子與DNA相互作用的研究方法，在此綜述基礎(chǔ)上，提出了本論文研

3、究的目的與意義。 第二部分為研究報(bào)告，由三部分內(nèi)容組成。研究報(bào)告的第一部分對(duì)三種水溶性雙二茂鐵衍生物在水溶液中的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，三種衍生物在水溶液中均表現(xiàn)出良好的電化學(xué)可逆性，且在電極表面發(fā)生的反應(yīng)過程均受擴(kuò)散控制。 研究報(bào)告的第二部分為以β-環(huán)糊精與戊二醛縮合而成的聚合物(β-CDP)為主體，以Fc<2>B(NO<,3>)<,2>為客體，使之形成穩(wěn)定的包埋絡(luò)合物，以此包絡(luò)物中的Fc<,2>B(NO<,3

4、>)<,2>為電子傳遞介體，研制葡萄糖生物傳感器。由于包絡(luò)物的形成，避免了電子傳遞介體的流失，生物傳感器的穩(wěn)定性得到提高，使用壽命得到延長(zhǎng)。并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了選擇。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，葡萄糖濃度在1-18 mmol/L范圍內(nèi)與電流呈良好的線性關(guān)系，線性方程為1/i<,ss>=0.0014×(1/c)+0.065。在4℃的冰箱里保存15天，電流響應(yīng)是初始時(shí)的96.3％。 研究報(bào)告的第三部分利用N,N'-雙二茂鐵亞甲基丁二胺季銨硝酸鹽-

5、Fc2B(NO<,3>)<,2>作為DNA的嵌入劑，用電化學(xué)方法研究了固定在金電極上的雙螺旋小牛胸腺DNA與Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>之間的相互作用，初步探討了它們同DNA作用的方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：根據(jù)Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>的結(jié)構(gòu)，其帶正電荷，DNA是帶負(fù)電荷的，故Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>與DNA的結(jié)合能力較強(qiáng)，使得峰電流變小，說(shuō)明Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>分子與DNA鏈骨架上的磷酸

6、基團(tuán)間主要是通過靜電作用相互結(jié)合；同時(shí)還計(jì)算Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>氧化態(tài)和還原態(tài)與dsDNA的表面結(jié)合常數(shù)之比K<,Ox>'/K<,Red>'約為1.14，可見Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>的氧化態(tài)比還原態(tài)與DNA作用更強(qiáng)烈；在較低(小于19mM)的離子強(qiáng)度下，二者之間的作用主要以靜電作用為主，當(dāng)離子強(qiáng)度繼續(xù)增大(大于19mM)，則以插入作用為主。這些結(jié)論表明Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>是一種良好的電活