自组装水溶性香豆素类糖聚合物传感材料的结构与性能研究

基于分子识别和嵌段共聚物的自组装特性，通过Suzuki反应合成一系列新型的水溶性香豆素类糖嵌段聚合物，用于病原体、病毒等生物分子的检测。经自组装，在水溶液中糖受体在聚集体外部呈三维分布，起到"探针"作用，通过柔性连接基方便地调整糖受体的空间构象，有利于具有良好结构相容性和空间相容性的糖受体与病原体、病毒等生物分子有效地结合，提高检测的灵敏度和选择性。通过各种先进的材料研究技术，如NMR、FTIR、GPC、UV-Vis、荧光光谱等对材料的组成、结构和性能进行深入研究；研究自组装过程的因素对自组装纳米粒子物理化学性质的影响，优化自组装过程及自组装纳米粒子的性能。通过考察病原体、病毒等生物分子与香豆素类糖嵌段聚合物作用后引起共轭聚合物光谱性质变化的影响，深入研究和定量评价传感材料与病原体、病毒等生物分子间的相互作用对传感效果及传感机理的影响，进而优化材料的理化结构设计。

通过Suzuki反应合成了主链含香豆素、咔唑、芴、苯单元的阳离子水溶性共轭聚合物，该共轭聚合物可通过荧光共振能量转移机理高灵敏、高选择性地检测DNA，DNA的加入使得共轭聚合物溶液的荧光颜色由蓝色变为绿色。研究发现DNA诱导水溶性香豆素共轭聚合物发生聚集，所形成的聚集体有利于在分子间发生从芴-苯单元(能量给体)到香豆素-咔唑单元(能量受体)的能量转移,导致在能量给体的激发波长激发时发射能量受体的荧光颜色,达到比色检测的目的。此外,该共轭聚合物还可用于体外人纤维上皮细胞的荧光成像，采用不同的激发波长,细胞呈蓝色和绿色的荧光图像。. 通过Suzuki偶联反应合成并表征了甘露糖功能化的水溶性香豆素聚合物，基于甘露糖与凝集素的特异性识别机理，将甘露糖功能化的水溶性香豆素聚合物用于凝集素的检测, 初步结果显示该共轭聚合物对凝集素的检测具有好的选择性和检测性。. 以3-氨基-7-羟基香豆素和7-二乙氨基香豆素-3-醛为原料合成了新型的香豆素Schiff base化合物（L1）用于比色检测Ni(II) ，Ni(II)的加入使L1的紫外吸收峰从465nm红移到516nm，其溶液颜色也由黄色变为红色，其他的碱土金属离子、碱金属离子、过渡金属离子和稀土金属离子对Ni(II)的检测无干扰，实现了化合物L1对Ni(II)的比色和裸眼检测，具有高选择性和高灵敏性的特点。. 以6-氨基-7-羟基香豆素和4-二乙氨基水杨醛为原料合成了新型香豆素Schiff base化合物（L2），发展了基于“荧光开”机理检测Al3+和Fe3+的化学传感器, 其他的碱土金属离子、碱金属离子、过渡金属离子和稀土金属离子对Al3+ 和 Fe3+的检测无干扰。在紫外光照射下，L2通过分子内氢键发生E→Z的构型变化，异构化为强荧光的L2’，表明L2具有光反应性。