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含硼酸基团的糖囊泡荧光传感器的研制

李广全  
【摘要】: 糖是生物体内能量的传递物,是维持细胞生存的关键。如果糖的传递被破坏,则直接导致某些疾病如肾性糖尿、纤维囊肿、糖尿病甚至于癌症等各种疾病,严重影响着人们的身心健康。目前,控制糖尿病面临的主要挑战之一是制备能连续跟踪血糖浓度、可置入体内的器件,以便及时反馈人体血糖的浓度,为糖尿病的及时诊断、治疗提供准确的信息。化学传感器在这方面具有独特的功效,有些公司已经进行尝试,如药物传感器。众所周知,硼酸可以和含二醇化合物形成可逆硼酸酯,制备连续监测糖浓度的化学监测器;磷脂或表面活性剂在水溶液中可以形成囊泡,其中双亲分子的亲酯链构成亲酯区,亲水基团形成亲水区,囊泡的双分子层结构可以作为细胞膜的模型和药物载体。为了研发连续跟踪血糖浓度、可置入体内的化学传感器,我们通过在双亲分子上引入荧光发色团和可识别糖的硼酸功能基团,成功地实现上述目的。 本文设计、合成了三种含有苯硼酸识别基团和喹啉或萘荧光读出基团的新型双亲化合物,并用核磁和元素分析等手段证明了三种双亲化合物的结构和组成。三种双亲化合物在选择性溶液中均可以形成球状的囊泡。详细讨论了以喹啉为生色基的两种双亲化合物形成囊泡后对糖检测的结果,并着重分析了囊泡传感器和小分子化学传感器的差异,进一步证明了囊泡传感器的优越性能。之后我们讨论了以萘为生色基的双亲化合物形成囊泡传感器对三种不同糖的检测结果,证明了PET效应对糖检测的影响。随着对DNMPBA囊泡体系认识的深入,同样是该分子的囊泡体系,在同时满足:1、糖类物质存在,2、用氮气排除溶液中的少量溶解的氧气,体系中萘的单线态发射峰发生微小变化,而在408nm处萘的激基缔合物的发射峰却出现了,随着单糖的量的增加,激基缔合物的发射峰也明显的增强。我们利用激基缔合物发射峰的强度与单线态发射峰的强度的比值变化作为检测糖的依据,得到了一种全新的高灵敏的检测方法。 通过研究证明包含识别基团的双亲分子形成的囊泡传感器,不但可以解决血糖检测过程的连续性问题,还有可能制备出与血液长期接触的可植入式装置。使得对糖尿病患者血糖浓度及时跟踪检测成为可能。


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