萘基硫脲修飾環(huán)糊精對Hg(Ⅱ)離子的熒光傳感及其在細胞中的成像研究.pdf

1、化學(xué)修飾β-環(huán)糊精的分子離子識別和組裝研究已經(jīng)成為超分子化學(xué)的熱點領(lǐng)域之一。很多環(huán)糊精的衍生物已經(jīng)成功的應(yīng)用于分子離子識別,并且顯示出很廣泛的應(yīng)用范圍和良好的潛在應(yīng)用價值。
　　 汞是一種具有很大毒性的重金屬,其毒性已經(jīng)引起了全世界的關(guān)注,以無機鹽形式存在的二價汞離子被認為是最危險和毒性最大的無機金屬離子之一,由于它能被水中微生物轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基汞并且可以通過生物富集而損害人類中樞神經(jīng)系統(tǒng),從而二價汞離子的檢測成為了諸多學(xué)科

2、共同關(guān)心的大課題。
　　 為了進一步研究環(huán)糊精在分子離子識別方面的應(yīng)用,本文設(shè)計合成了一系列具有特定功能基的β-環(huán)糊精衍生物,通過紫外-可見光譜、熒光光譜、二維核磁等方法考察了β-環(huán)糊精衍生物在識別客體分子離子中的應(yīng)用。考慮到具有熒光特性的修飾β-環(huán)糊精衍生物在生物監(jiān)測方面存在的潛在的應(yīng)用價值和其與細胞膜作用的特性,我們對修飾環(huán)糊精在生物探測中的應(yīng)用進行了初步探索。并且通過非共價修飾的方式將探針連接到單壁碳納米管上面,研究了其在

3、活細胞內(nèi)對汞離子的檢測。
　　 具體研究內(nèi)容如下:
　　 1通過引入具有特定功能的芳香基團,合成了一系列新型的β-環(huán)糊精衍生物。
　　 2合成了一種萘基硫脲修飾的全甲基化環(huán)糊精,并且研究了其對金屬離子的傳感?？紤]到環(huán)糊精的無毒和很好的增溶效果,我們將全甲基化β-環(huán)糊精單胺與1-異硫氰酸萘酯直接反應(yīng),合成了一種新型的全甲基化β-環(huán)糊精衍生物,通過核磁、質(zhì)譜、元素分析、FT-IR等手段對化合物進行了詳盡的表征,并且通

4、過紫外光譜,熒光光譜,HR-MS等手段研究了萘基硫脲修飾的全甲基化β-環(huán)糊精對Hg2+離子高選擇性和高靈敏性的識別,并且研究了pH,EDTA,干擾離子等對識別過程的影響。我們得到的萘基硫脲修飾的全甲基化β-環(huán)糊精不僅水溶性顯著提高到毫摩爾數(shù)量級,而且在很寬的pH范圍內(nèi)都可以有效的檢測汞離子,同時在水中對汞離子的檢測限達到3.7×10-7mol L-1.向萘基硫脲修飾的全甲基化環(huán)糊精的水溶液中加入汞離子后,熒光強度增強了30多倍,并且在生

5、物體系中含量較多的堿金屬、堿土金屬和大多數(shù)的過渡金屬和重金屬等離子幾乎不干擾檢測體系的熒光。由于全甲化環(huán)糊精單元與細胞膜中的磷脂分子、膽固醇甚至蛋白質(zhì)有一定的結(jié)合力,萘基硫脲修飾的全甲基化環(huán)糊精可以吸附在細胞膜上,所以我們將主體化合物用于活細胞中汞離子的檢測。
　　 3由于單壁碳納米管具有很好的生物兼容性,無毒和可以進入細胞內(nèi)的優(yōu)點,我們通過表面修飾的方法制備了一種金屬離子熒光探針修飾的單壁碳納米管復(fù)合物,并且通過XPS,Ram