离检测方面有突出优点，近年来得到了极大重视与发展，成为化学领域中个新领域荧光传感器，并广泛应用于在生命科学环境科学材料科学和信息科学等领域。图化学传感器结构示意图第章分子识别与荧光传感器研究进展荧光传感器般由以下部分组成识别结合基团，能选择性地与被分析物相结合般形成络合物形式，使传感器所处化学环境发生改变信号报告基团，把识别基团与被分析物络合所引起化学环境变化转变为容易观察到荧光信号连接臂，将识别基团与信号基团连接起来。其中识别基团与信号基团起着首要作用，识别基团决定了识别选择性与专性，信号基团则决定识别灵敏度。连接基团起着枢纽作用，在有些荧光传感器中由识别基团担任。作为识别基团荧光团涉及到许多类型激发态，这些激发态本身发光机理及与客体结合时对荧光性质影响，在整个识慰过程中起着重要作用。荧光识别研究荧光是分子从激发态返回到基态时辐射跃矿，砑撼蛔邪缸珊吐”也圮渊笛，勰口血毛也鹊文岫学位论文独创性声明本人声明所呈交学位论文是本人在导师指导下进行研究工作及取得研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过研究成果，也不包含为获得南昌文学或其他教育机构学位或证书而使用过材料。与我同工作同志对本研究所做任何贡献均己在论文中作了明确说明并表示谢意。学位论文作者签名手写懈签字日期年占月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌文学有关保留使用学位论文规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。保密学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名手写拐稍缸签字日期如司年月日学位论文作者毕业后去向工作单位通讯地址导师签名手写关骂莰签字日期卵年占月日电话邮编第章分子识别与荧光传感器研究进展引言第章分子识别与荧光传感器研究进展二十世纪六十年代末期，首次发现了冠醚化合物并研究了阳离子与冠醚之间高度选择性配位作用，接着开展了穴醚化合物与阳离子配位作用研究。，提出了主客体化学这概念，这些都未引起人们重视。直到年化学奖授予了和，基于他们发现发展起来超分子化学重要意义才为人们所认识。近几十年来，超分子化学作为化学领域中个新兴分支学科得到了蓬勃发展，它不仅可以了解和说明生物体内已发现生物过程，而且可以通过超分子手段来自由组装和合成新体系和物种。分子识别是超分子化学核心概念，是指主体或受体对客体或底物选择性结合并产生种特定功能过程，此过程必须满足空间结构与相互作用力互补。空间结构互补性包括“锁钥关系”和“诱导契合”，相互作用力包括静电作用氢键范德华力芳环ⅡⅡ叠加及溶剂化作用等。它是微观上分子间弱作用过程，需借助光电磁等性质改变作为传感信号。以分子荧光为传感信号传感器因在灵敏度选择性响应时间原位测定如荧光成像技术以及利用光纤进行远距离检测方面有突出优点，近年来得到了极大重视与发展，成为化学领域中个新领域荧光传感器，并广泛应用于在生命科学环境科学材料科学和信息科学等领域。图化学传感器结构示意图第章分子识别与荧光传感器研究进展荧光传感器般由以下部分组成识别结合基团，能选择性地与被分析物相结合般形成络合物形式，使传感器所处化学环境发生改变信号报告基团，把识别基团与被分析物络合所引起化学环境变化转变为容易观察到荧光信号连接臂，将识别基团与信号基团连接起来。其中识别基团与信号基团起着首要作用，识别基团决定了识别选择性与专性，信号基团则决定识别灵敏度。连接基团起着枢纽作用，在有些荧光传感器中由识别基团担任。作为识别基团荧光团涉及到许多类型激发态，这些激发态本身发光机理及与客体结合时对荧光性质影响，在整个识慰过程中起着重要作用。荧光识别研究荧光是分子从激发态返回到基态时辐射跃于扩散控制极值，所以进步反证了以上猝灭为静态猝灭。结合数与平衡常数设生物大分子有个相同且独立结合位点，可表示为卉平衡常数为则其与猝灭剂问猝灭反应屹黑黑“明式中是游离荧光体浓度，贝，当”时，是猝灭剂浓度，若荧光体总浓度为，以猝灭剂起始浓度代替其平衡浓度疋幽二幽翻”司在静态猝灭中，由于生成络合物是非荧光性游离浓度呈正比。明，风由和式可得尘丘打叼因此荧光体系荧光强度与其主体与其锌配合物在处没有荧光，通过上述推导方法，计算平衡常数及结合位点。由图读取处荧光强度，按式进行数据处理并作图。其线性方程及线性相关系数为，等，两种血溥白蛋白在锌存在下与主体结合位点数皆为，说明每个蛋白质分丙个分子结合形成第五章硫脲锌配合物与血清白蛋白相互作用络合物。主体与间能量转移荧光共振能量转移也是指对合适荧光物质可以构成个能量供体个能量受体它们之间存在偶极偶极相互作用，激发供体分子光子能量可以被传递至受体分子，而后受体分子通过发射出光子。表现为供体和受体之间达到合适距离内，以供体激发光激发，供体产生荧光强度比它单独存在时要低得多，而受体发射荧光却大大增强。通过供受体间能量转移检测供受体距离与跃迁偶极相对取向等值，能量转移效率与供体受体间距离及临界能量转移距离相关拈卜苦南为无主体存在时白蛋白荧光强度，为加入主体后白蛋白荧光强度，是产时临界距离风弗足Ⅳ。式中，为偶极空间取向因子，为介质折射指数，中为供体光量子效率，为供体蛋白质荧光发射光谱与受体主体吸收光谱间光谱重叠积分，可表示为￡!坚至燮竺，以其中为荧光供体在波长处荧光强度，则为受体在波长处摩尔吸光系数。图为血清白蛋白荧光光谱与浓度吸收光谱重叠图将光谱重叠部分分割成极小矩形，通过式求得牛血清白蛋白与主体光谱重叠积分。锄人血清与主体重叠积分为。将取向因子供受体各项随机分布平均值折射指数取水和有机物质平均值色氨酸残基量子效率及上面得出重叠积分代入式，求出牛人血清与主体临界距第五章硫脲锌配合物与血清白蛋白相互作用图荧光光谱与主体吸收光谱重叠图图荧光光谱与主体收吸光谱重叠囤。“离分别为砸。再把主体与白蛋白摩尔比为时络合物及白蛋白荧光强度代入式，计算得到能量转移效率和分子间距如下，。因此可以确定主体与蛋白质之间能量转移是蛋白质荧光猝灭主要原因。主体对构象影响图酪氨酸同步荧光图图中箭头指向主体浓度增大方向，图色氨酸同步荧光图图中箭头指向主体浓度增大方向第五章硫脲锌配合物与血清白蛋白相互作用固定激发波长与发射波长间距九，同步扫描激发和发射单色器得到同步荧光光谱可应用于蛋白质构象变化分析，由所作出同步荧光光谱只显示蛋白质酪氨酸残基光谱特征，而同步荧光光谱仅表现出色氨酸残基荧光因残基最大发射波长与其所处环境极性有关，放由发射波长改变可判断蛋白质构象变化固定蛋白质浓度，逐渐增加主体浓度，绘制和同步荧光光谱。图和分别为酪氨酸与色氨酸残基荧光谱图，可以看出荧光主要由酪氢酸残基所贡献，且随着主体浓度增大，色氨酸残基最大发射波长保持不变，而酪氨酸残基最大发射波长蓝移，表明酪氨酸残基所处环境疏水性增加，蛋白质构象发生了变化结论采用荧光光谱法研究了硫脲锌配合物与人血清及牛血清白蛋白相互作用。在缓冲溶液中，由于锌配合物与蛋白质之间发生了共振能量转移，蛋白质加入使配合物荧光增强。在定范围内，蛋白质浓度与配合物荧光强度呈现很好线性关系而配合物加入致使蛋白质荧光猝灭。通过静态猝灭方程计算出人血清牛血清白蛋白与配合物问均存在个结合位点，猝灭常数远大于生物分子最大扩散碰撞猝灭常数为加。最后采用同步荧光技术考察主体对血清白蛋白构象影响，发现配合物引入使蛋白质二级结构发生变化，酪氨酸残基所处环境疏水性增强。在主体与蛋白质作用过程中，在主体与蛋白质分子之阃起到了桥键作用，使主体分子更易插入蛋白质疏水部分。这为硫脲类配合物应用于人体疾病治疗研究提供实验依据。矿，砑撼蛔邪缸珊吐”摘要摘要以荧光作为输出信号分子识别具有高灵敏度高选择性和快速简便等优点，近年来得到了极大重视与快速发展，广泛应用于生命科学环境科学和信息科学等领域。本文分五个部分介绍荧光识别发展状况，阐述本论文所建立荧光化学传感体系及相关理论模式。第章文献综述，简单阐述四种主要荧光识别原理，总结了国内外近年来在阴离子阳离子及生物分子识别方面研究进展。根据荧光分子传感器对介质环境极为敏感光学特性，拟定利用荧光受体实现对过渡金属离子及生物大分子识别第二章利用紫外可见分光光度法及荧光光度法研究了荧光受体硫脲衍生物与血清白蛋白相互作用，并探讨其作用机理。受体与白蛋白之间发生了非辐射共振能量转移，白蛋白荧光猝灭，受体荧光显著增强并采用同步荧光技术考察受体对血清白蛋白构象影响，结果显示受体引入使蛋白质二级结构发生变化，色氨酸残基所处环境疏水性增强。第三章应用荧光法和紫外可见分光光度法研究硫脲衍生物对矿识别作用，矿加入使主体荧光明显增强选择性干扰性实验结果表明此化合物对具有很好选择识别作用。质谱与红外谱图证实主体与形成不稳定络合物，加热后脱去，形成稳定五元环化合物干扰实验结果与作用机理推测结果致。第四章应用紫外可见分光光度法及荧光法研究了硫脲衍生物对荧光识别作用。主体与形成了络合物后，在长波长处出现个新荧光峰原荧光峰强度减弱，两峰强度比值与浓度在定浓度范围内呈现线性关系，是典型比值荧光传感器。利用比值荧光法能避免由光源不稳定及背景引起误差，适用于生理条件下锌离子检测。最后，结合质谱与红外谱图对整个识别机理进行了探讨，确定与主体结合形成了六元环络合物。第五章采用荧光光谱法和紫外可见分光光度法研究了硫脲锌配合物与血清白蛋白相互作用在缓冲溶液中，由于锌配合物与蛋白质结合配合物荧光增强，在定范国内，加入蛋白质浓度与配合物荧光强度呈现很好线性关系由于锌配合物与蛋白质之间发生共振能量转移，致摘要使蛋白质荧光猝灭。通过静态猝灭方程计算出人血清牛血清白蛋白与配合物间均存在个结合位点。采用同步荧光技术考察受体对血清自蛋白构象影响，发现配合物引入使蛋白质二级结构发生变化，酪氨酸残基所处环境疏水性增强。关键词分子识别荧光受体硫脲衍生物矿血清白蛋白Ⅱ，或删，矿勰吆Ⅵ恤矿Ⅲ血矿妇,功承矿，砑撼蛔邪缸珊吐”也圮渊笛，勰口血毛也鹊文岫学位论文独创性声明本人声明所呈交学位论文是本人在导师指导下进行研究工作及取得研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过研究成果，也不包含为获得南昌文学或其他教育机构学位或证书而使用过材料。与我同工作同志对本研究所做任何贡献均己在论文中作了明确说明并表示谢意。学位论文作者签名手写懈签字日期年占月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌文学有关保留使用学位论文规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。保密学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名手写拐稍缸签字日期如