聚酰胺—胺树状高分子的制备及其在传感器中的应用

论文摘要

树枝状大分子（Dendrimer）是一类新型的功能高分子化合物,它们具有在分子水平上可以设计分子大小、形状和功能基团的独特性质。近年来,这类大分子的合成及其性质的研究不仅逐渐成为高分子领域的研究热点,而且在药物输送、催化剂、基因治疗及传感器等应用领域也取得了突破性的进展。所以,依据Dendrimer分子结构本身的特点,系统地开展分子功能化和应用方面的研究,致力解决传统领域的实际问题,是一个非常有前途的研究方向。本论文由以下四部分内容组成:1.我们以乙二胺为中心核,采用发散法通过Michael加成和酰胺化重复反应合成了一系列0.54.0代聚酰胺-胺型树状高分子PAMAM。通过红外光谱、核磁共振等手段对产品结构进行表征,并研究了PAMAM水溶液紫外可见光谱和荧光光谱。结果表明PAMAM树状高分子有很好的光学性能,在光学材料方面有广泛的应用前景。另外,我们采用荧光分光光度法研究了4.0代PAMAM树状分子与稀土金属Sm3+,Dy3+,Ce3+的络合作用。通过反应时间、PAMAM物质的量比、反应体系pH的条件选择试验,确定了PAMAM对Ce（III）, Sm（III）及Dy（III）离子的最佳配位条件,该研究为制备尺寸可控的PAMAM树状高分子封闭的稀土原子簇提供了理论基础。2.通过氯化钴、乙二醛和5.0代树状高分子反应合成了金属钴树状高分子配合物。并以亚甲基蓝为荧光探针,通过紫外-可见光谱、荧光光谱和同步荧光光谱法研究了金属钴树状高分子配合物与鲱鱼精DNA（hsDNA）的相互作用,并探讨了盐效应对它们的影响。结果表明,此配合物与hsDNA之间发生了静电相吸作用,NaCl不同程度抑制了配合物与hsDNA的结合。3.通过共价自组装的方法制备了巯基丙酸单分子层修饰金电极,利用共价作用实现金属钴树状高分子固定化,制备成巯基丙酸/金属钴树状高分子修饰电极。将该传感器用于鸟嘌呤的催化氧化研究,探讨了溶液pH值、扫速速度、鸟嘌呤浓度等因素的影响。实验表明,该组装电极对鸟嘌呤具有很好的电催化氧化性能,并且降低了鸟嘌呤氧化电位。在pH=5.8的醋酸盐缓冲液中检测鸟嘌呤,检测限为6.6×10-7mol/L。4.制备了树状高分子封装金/钯纳米粒子,然后掺杂壳聚糖修饰玻碳电极,利用表面氨基基团与DNA上的磷酸基团共价结合制备了新型DNA传感器,用循环伏安法和交流阻抗法进行表征,表明此方法增加了dsDNA在电极表面的固定量。并用此DNA传感器对蚕丝中丝胶抗氧化性的研究,结果发现丝胶有很好的抗氧化性能,当丝胶浓度为0.90 mg/mL时,清除羟基自由基的效果最好。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 树状高分子的研究进展
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 树状高分子的发展历史
• 1.1.3 树状高分子的结构与性质
• 1.1.4 树状高分子的合成方法
• 1.1.5 树状高分子的应用
• 1.2 树状高分子在传感器中的应用
• 1.3 本研究的意义
• 第2章 PAMAM 树状高分子的合成及其性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 结构表征
• 2.3.2 荧光分析
• 2.3.3 紫外分析
• 2.4 结论
• 第3章 聚酰胺-胺树状高分子与稀土离子络合的荧光光谱研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 时间对配位体系的影响
• 3.3.2 稀土离子与PAMAM 摩尔比对配位作用的影响
• 3.3.3 pH 对配位体系的影响
• 3.3.4 三体系同步光散射分析
• 3.4 结论
• 第4章 金属钴树状高分子与DNA 相互作用的光谱法研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 PAMAM-Co 配合物对DNA 紫外吸收光谱的影响
• 4.3.2 PAMAM-Co 配合物对DNA-MB 的紫外可见光谱影响
• 4.3.3 PAMAM-Co 配合物对DNA-MB 的荧光光谱影响
• 4.3.4 配合物对MB 与DNA 结合的影响
• 4.3.5 离子强度对金属钴树状高分子与hsDNA 作用的影响
• 4.4 结论
• 第5章 金属钴树状高分子自组装电极制备及对鸟嘌呤电催化氧化
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 自组装电极对鸟嘌呤的催化氧化作用
• 5.3.2. pH 值对阳极峰电位和峰电流的影响
• 5.3.3 扫描速度对峰电流的影响
• 5.3.4 线性范围及检测限
• 5.4 结论
• 第6章 新型DNA 电化学传感器的制备及其用于丝胶抗氧化性的研究
• 6.1 引言
• 6.2 化学材料与方法
• 6.2.1 试剂与仪器
• 6.2.2 试验方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 树状高分子包裹金和钯纳米粒子（PAMAM-Au-Pd）的表征.
• 6.3.2 DNA 固定在PAMAM-Au-Pd/GCE 电极上的电化学表征
• 6.3.3 电化学交流阻抗谱对修饰电极的表征
• 6.3.4 DNA 传感器制备条件的优化
• 6.3.5 DNA 在修饰电极上的电化学行为
• 6.3.6 Fenton 反应体系对DNA 损伤的电化学检测
• 6.3.7 Fenton 反应体系的优化
• 6.3.8 丝胶清除羟基自由基的评价
• 6.3.9 丝胶与清除率的量效关系
• 6.4 结论
• 总结论
• 参考文献
• 创新之处
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况