雙二茂鐵衍生物的電化學性質(zhì)及在生物傳感器中的應用.pdf

1、二茂鐵及其衍生物因其具有良好的電化學活性、穩(wěn)定性及低毒性等特點，使其在多個研究領域有廣闊的應用前景?；诙F及其衍生物良好的氧化還原活性，其在電化學傳感器和分子組裝領域占有重要位置。雙二茂鐵以及橋聯(lián)二茂鐵衍生物與其單核同系物的性質(zhì)不同，由于金屬之間的相互作用而表現(xiàn)出的電化學性質(zhì)極大地豐富了金屬有機電化學的內(nèi)容。二茂鐵及其衍生物作為電子介體以及與DNA間的作用機理和作為DNA電化學傳感器的指示劑研究也受到越來越廣泛的重視。本論文研究工作

2、旨在研究新型的水溶性電子介體固定化方法，并探索該化合物作為催化型生物傳感器電子轉(zhuǎn)移介體和研究DNA的電活性嵌入劑的可行性，為生命化學分析研究提供了基礎性資料。 第一部分為綜述，詳細介紹了二茂鐵及其衍生物研究進展，同時也介紹了二茂鐵及其衍生物修飾電極的研究概況，然后重點介紹了DNA的基本結(jié)構(gòu)、與DNA相互作用的其他分子的分類、作用模式和作用機理，并總結(jié)了目前較為常用的小分子與DNA相互作用的研究方法，在此綜述基礎上，提出了本論文研

3、究的目的與意義。 第二部分為研究報告，由三部分內(nèi)容組成。研究報告的第一部分對三種水溶性雙二茂鐵衍生物在水溶液中的電化學行為進行了研究。結(jié)果表明，三種衍生物在水溶液中均表現(xiàn)出良好的電化學可逆性，且在電極表面發(fā)生的反應過程均受擴散控制。 研究報告的第二部分為以β-環(huán)糊精與戊二醛縮合而成的聚合物(β-CDP)為主體，以Fc<2>B(NO<,3>)<,2>為客體，使之形成穩(wěn)定的包埋絡合物，以此包絡物中的Fc<,2>B(NO<,3

4、>)<,2>為電子傳遞介體，研制葡萄糖生物傳感器。由于包絡物的形成，避免了電子傳遞介體的流失，生物傳感器的穩(wěn)定性得到提高，使用壽命得到延長。并對實驗條件進行了選擇。優(yōu)化實驗條件下，葡萄糖濃度在1-18 mmol/L范圍內(nèi)與電流呈良好的線性關系，線性方程為1/i<,ss>=0.0014×(1/c)+0.065。在4℃的冰箱里保存15天，電流響應是初始時的96.3％。 研究報告的第三部分利用N,N'-雙二茂鐵亞甲基丁二胺季銨硝酸鹽-

5、Fc2B(NO<,3>)<,2>作為DNA的嵌入劑，用電化學方法研究了固定在金電極上的雙螺旋小牛胸腺DNA與Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>之間的相互作用，初步探討了它們同DNA作用的方式。實驗結(jié)果表明：根據(jù)Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>的結(jié)構(gòu)，其帶正電荷，DNA是帶負電荷的，故Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>與DNA的結(jié)合能力較強，使得峰電流變小，說明Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>分子與DNA鏈骨架上的磷酸

6、基團間主要是通過靜電作用相互結(jié)合；同時還計算Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>氧化態(tài)和還原態(tài)與dsDNA的表面結(jié)合常數(shù)之比K<,Ox>'/K<,Red>'約為1.14，可見Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>的氧化態(tài)比還原態(tài)與DNA作用更強烈；在較低(小于19mM)的離子強度下，二者之間的作用主要以靜電作用為主，當離子強度繼續(xù)增大(大于19mM)，則以插入作用為主。這些結(jié)論表明Fc<,2>B(NO<,3>)<,2>是一種良好的電活