新型联吡啶钌环糊精超分子化合物合成性质及其在电致化学发光dna生物传感器中的应用研究

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1、新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其

2、在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究新型联吡啶钌环糊精超分子化合物：合成、性质及其在电致化学发光DNA生物传感器中的应用研究【摘要】：自然界亿万年的进化创造了生命体,而执行生命功能是生命体中无数个超分子体系。超分子化学是研究分子间相互作用缔结而形成复杂有序且具有特定功能的分子聚集体的科学。超分子化学逐渐发展成为一门新兴的分子信息化学,它包括在分子水平和结构特征上的信息存储,以及通过特异性相互作用的分子识别过程,实现在超分子尺寸上的修正、传输和处理。它是化学和多门学科的交叉领域

3、,它不仅与物理学、材料科学、信息科学、环境科学等相互渗透形成了超分子科学。而更具有重要理论意义和潜在前景的是在生命科学中的研究和应用。例如生物体内小分子和大分子之间高度特异的识别在生命过程中的调控,生物体内的信息输送(电子转移、能量传递、物质传输和化学转换)和生物体中受体.底物相互作用等,其基本现象都离不开超分子化学范畴。环糊精是超分子化学中最重要的主体物质之一,它能与许多有机、无机和生物分子形成主客体包结物,也正是由于这些独特的性质,现在对环糊精的研究已经发展成环糊精超分子化学而被广泛关注。对它的研究从主客体识别形成包合物的机理已经转移到对其在分析化学、医药制备、环

4、境检测和生物传感器等领域的应用研究。将功能金属中心与环糊精联接构成的金属环糊精超分子化合物,由于同时具有环糊精的主客体识别特性和功能金属中心(例如,联吡啶钌)的特性,使其更加适合于超分子器件及传感器的设计。因此,金属环糊精超分子化合物已成为目前超分子化学中的研究热点。但是目前为止,金属环糊精大多以单核金属中心的形式存在。多核金属中心的环糊精超分子化合物因为具有多核的电子氧化还原中心,势必在光电子器件、荧光开关及生物分子多标记领域显示更为优越的性质,和更具独特的应用前景。电致化学发光(ECL),特别是基于Ru(bpy)32+电致化学发光技术己被广泛应用临床的医学检验中,

5、例如,目前临床中免疫、肿瘤标记物等检测均采用联吡啶钌电致化学发光检测技术。正是由于联吡啶钌电致化学发光检测技术在生物传感中有着极其重要的应用价值,许多科研工作者已经投入大量的科研力量研究新型联吡啶钌衍生物标记的电致化学发光生物传感技术,例如,多联吡啶钌标记,纳米颗粒包裹联吡啶钌等纳米技术标记等。然而,这些方法虽然可以提高在生物分子上的联毗啶钌标记量,但是往往存在阻碍所标记的生物分子活性或者稳定性不够理想等缺陷。因此,寻找能在标记电致化学发光试剂时更好地保持生物活性和更灵敏的电致化学发光信号仍是基于联吡啶钌的电致化学发光生物传感的主要研究目标。本论文在现有的环糊精衍生物

6、合成的基础上,合成了β-环糊精6位单取代、二取代及三取代苯胺基衍生物,在此基础上,我们合成了两大类六个金属环糊精：多钌中心与多环糊精的联吡啶钌环糊精超分子化合物。通过对这些联吡啶钌环糊精超分子化合物的发光性质研究,我们发现多钌中心的联吡啶钌环糊精化合物具有非常强的荧光及电致化学发光特性,更重要的,这些化合物基于对特定客体分子的识别作用显示出高效的荧光及电致化学发光特性。基于多个钌中心联吡啶钌环糊精超分子化合物对客体分子对甲基红的高效电致化学发光猝灭特性,我们构建了电致化学发光DNA传感器,避免了传统的发光活性物固定及生物标记所需的烦琐程序,该传感器的设计由于其通过环糊

7、精的主客体识别作用对生物分子的直接发光标记引入及非常高的灵敏度在电致化学发光生物传感器领域具有非常大的应用前景。本论文的创新点主要体现在以下几个方面：1)合成了一系列新型的金属环糊精超分子化合物。这包括了含多钌中心和多环糊精的二大类联吡啶钌环糊精超分子化合物等六个新化合物。特别是多联吡啶钌环糊精超分子化合物是一类未见报道得全新多核金属中心的环糊精超分子化合物。2)金属环糊精超分子化合物的电致化学发光行为的研究和应用未见报道。我们首次对联吡啶钌环糊精化合物和相应的主客体识别过程的电致化学发光行为以及可能的机理和特性做了研究。3)以联吡啶钌环糊精衍生物和