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糖类与有机小分子相互作用的电化学研究及应用

彭秀英  
【摘要】: 近几十年来,糖类的研究取得了很大的进展,人们逐步了解了糖类的结构与功能,也逐渐认识到糖类对于生物体的重要性,并非只是简单的能源物质,有关糖类的研究将成为生命科学的中心课题。糖类是生物体的主要能源物质,也是重要的信息分子,它参与许多生理和病理过程,许多疾病的发生和治疗都与糖类有密切关系。此外,许多糖类还具有特殊的生物活性,在食品、医药、化妆品等领域具有很大的应用价值。因此对糖类物质的研究与检测,具有重要的现实意义。本论文主要采用电化学的方法对染料小分子与生物大分子粘多糖的相互作用,以及硼酸体系对糖类的识别作用进行了详细的研究。主要研究工作如下: 1.甲苯胺蓝与肝素相互作用的电化学研究及应用 运用循环伏安法研究了在pH 5.80的BR缓冲溶液中,甲苯胺蓝(TB)与肝素的相互作用及定量关系。TB是一种碱性阳离子染料,在玻碳电极有一对很好的氧化还原峰,与阴离子大分子肝素作用后形成复合物,使得峰电流明显降低,但峰电位基本不变。考察了溶液pH值、TB浓度、离子强度以及乙醇对TB与肝素相互作用的影响。其峰电流的降低值与肝素钠浓度在1.0~20.0μg mL~(-1)范围内呈良好的线性关系,检出限为0.44μg mL~(-1),从而建立了一种电化学测定肝素的方法。本法用于肝素钠注射液效价的测定,结果满意。同时还利用量子化学的AM1法计算了TB与肝素结合前后的电荷密度变化,并对TB与肝素相互作用的机理进行了讨论。 2.甲苯胺蓝与透明质酸相互作用电化学研究及其应用 透明质酸是一种酸性粘多糖,分子内含有大量的羧酸基,研究结果表明透明质酸能够与阳离子染料(TB)结合,形成不具有电化学活性的复合物,致使TB的氧化还原峰电流降低,但峰电位基本不变。考察了溶液pH值、TB浓度、离子强度以及乙醇对TB与透明质酸相互作用的影响。TB峰电流的降低值与透明质酸钠浓度在5.0~30.0μg mL~(-1)范围内呈良好的线性关系,检出限为2.81μg mL~(-1)。本法用于润洁滴眼露中透明质酸钠含量的测定,结果满意。 3.3—氨基苯硼酸的电化学行为及其对单糖的识别 研究发现3—氨基苯硼酸(APBA)在裸玻碳电极上,在较宽的扫描电位范围内,具有良好的电化学活性,而且在第二圈扫描时,在0V附近出现一个新的氧化峰。当溶液中引入单糖后,该峰峰电流明显降低,但峰电位基本不变;且该峰电流的降低值与单糖的浓度在一定范围内呈良好的线性关系,由此建立了一种快捷的糖类的识别方法。本实验具体研究了APBA的电化学行为,考察了溶液pH值及APBA浓度对体系测定的影响,研究了果糖,甘露糖和半乳糖三种单糖与APBA作用的浓度变化曲线。 4.苯硼酸自组装膜对葡萄糖的电化学识别 采用自组装膜技术将半胱胺组装在Au电极表面,再利用戊二醛作为交联剂连接APBA,在电极表面形成带有硼酸基的自组装膜。采用循环伏安和差分脉冲法,并结合紫外-可见光谱和交流阻抗技术研究了该自组装膜对葡萄糖的识别作用,详细探讨了温度和时间对自组装膜与葡萄糖的相互作用的影响,研究表明在适宜的温度条件下,适当延长反应时间,能够很好的促进硼酸与糖两者之间的结合,显著提高硼酸自组装膜对糖的识别作用。


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