功能化水溶性共軛聚合物的合成、光物理性質(zhì)及其分析應(yīng)用.pdf

1、　　近年來,水溶性共軛聚合物因同時具有共軛聚合物優(yōu)異的光電活性和聚電解質(zhì)的水溶性特點而在化學(xué)/生物傳感、醫(yī)學(xué)診斷及成像等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。生物或化學(xué)基團功能化的水溶性共軛聚合物含有可特異性識別生物分子的功能基團(如糖基、生物素、氨基酸、肽段、核酸、抗體、氨基等),進一步拓寬了其在生物/化學(xué)分析領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本論文通過對PPE類共軛聚合物主鏈的摻雜和側(cè)鏈的修飾,得到兩種功能化的共軛聚合物,研究了其光物理性質(zhì),并探索其在生物/化

2、學(xué)分析領(lǐng)域的應(yīng)用,旨在為進一步拓寬共軛聚合物的應(yīng)用范圍,并獲得更高效的熒光傳感材料提供新的思路和理論依據(jù)。主要研究工作包括以下幾個方面：
　　1.設(shè)計、合成了主鏈含芴單元,側(cè)鏈修飾生物素的具有藍光發(fā)射特性的水溶性共軛聚合物PFPNBr-biotin。先通過Sonogashira聚合得到中性側(cè)鏈修飾有叔丁酯保護的氨基基團的共軛聚合物PFP-Boc,然后將其側(cè)鏈氨基脫保護得到中性的側(cè)鏈氨基修飾的聚合物PFP-NH2,最后將生物素修飾

3、到其側(cè)鏈并對其進行離子化得到生物素化的陽離子型水溶性共軛聚合物PFPNBr-biotin。PFPNBr-biotin在極性有機溶劑(如DMSO、甲醇等)中能夠溶解,在水中能微量溶解。
　　2. 利用傅里葉變換紅外光譜對PFPNBr-biotin進行了表征；以熒光光譜為主要分析手段,通過測定PFPNBr-biotin所在溶液環(huán)境改變時其光譜變化,研究PFPNBr-biotin在不同自身濃度、不同溶劑(甲醇：水比例不同)以及不同溶液

4、pH值條件下其光物理性質(zhì)的變化。得出以下結(jié)論：1)PFPNBr-biotin的熒光發(fā)射強度在其自身濃度為100μM~400 μM的范圍內(nèi),隨濃度的增大而增大；當(dāng)濃度大于400 μM,隨濃度的增大,其熒光發(fā)射強度呈減弱趨勢；2)PFPNBr-biotin在甲醇中能均勻分散,隨著甲醇溶劑中水的比例不斷增大,其熒光發(fā)射強度逐漸減弱。在甲醇：水比例為5：5時,其熒光接近完全猝滅；3)在甲醇：水比例為8：2的混合溶劑中,PFPNBr-biotin

5、的熒光對pH有一定的依賴性：在pH=5時,其熒光發(fā)射強度最大；在pH=7時,其熒光發(fā)射強度最低。
　　3.將苯并硒唑引入聚芴炔和苯的共軛主鏈,得到側(cè)鏈修飾有叔丁酯保護氨基的共軛聚合物PFBTP-Boc。首先合成側(cè)鏈修飾有叔丁酯保護氨基的單體M2,再讓M2和M1、苯并硒唑(M3)進行Sonogashira 聚合得到PFBTP-Boc。該聚合物可發(fā)生主鏈基團間的能量轉(zhuǎn)移,具有綠光發(fā)射特性。研究了金屬離子對其光物理性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)其具

6、有較好的抗金屬離子干擾的能力。
　　4.初步探索了生物素化的水溶性共軛聚合物PFPNBr-biotin在化學(xué)與生物傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。研究了PFPNBr-biotin對蛋白質(zhì)及金屬離子的檢測。研究表明：1)PFPNBr-biotin在pH為7和9時均可實現(xiàn)對鏈霉親和素的特異性識別,且選擇性較好； 2)金屬離子對PFPNBr-biotin熒光發(fā)射強度的影響具有一定的pH依賴性。當(dāng)pH=9時,Hg2+、Cd2+等多種金屬離子均可使其熒光