基于纳米孔器件的光响应分子的应用

探索生物大分子和小分子的构象以及它们在外界环境中的响应和作用规律对理解有机质的结构与性能的关系十分重要。纳米孔作为新兴的第三代单分子基因测序技术,可以实时监测待测物分子的构象变化过程,在单分子检测及核酸和蛋白测序方面展现了良好的应用前景。为了进一步提高检测的分辨率和精确度,可以采用光电联合检测方法,通过引入光响应分子以满足更高的检测需求。本文综述了目前纳米孔器件的研究进展以及代表性光响应分子在纳米孔检测系统中的设计与应用,主要介绍了偶氮苯及其衍生物、螺吡喃和二芳基乙烯三类光响应分子分别在生物孔和固态孔中的光响应性能。光调控是一种操作简捷有效的分子结构监控方式,其与纳米孔检测技术的结合在单分子识别方面的应用潜力对多功能纳米器件的设计与应用具有重要的指导意义。     

含偶氮苯侧链分子刷聚合物的合成及其光响应自组装

分子刷聚合物伸展的高分子主链、高密度的侧链和较低的侧链空间缠结,使其展现出独特的流变学、力学性能和特殊的分子聚集状态,在纳米技术、表面科学等领域有着广泛的应用前景.基于同时含有2-羰基溴与炔基基团的大分子试剂聚2-((2-溴代丙酰氧基)甲基)丙烯酸丙炔酯,引发偶氮苯丙烯酸酯单体的原子转移自由基聚合(ATRP)与叠氮功能...     

二腈基衍生物的合成及其光限幅性质

设计并合成了一系列含不同末端给电子基团及共轭链长度的1,1-二腈基-2,2-二苯基乙烯类化合物(D1-D7),用核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)和高分辨质谱(HRMS)对分子结构进行了表征.选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,测定了它们的线性光物理性质,用光漂白法研究了它们的光稳定性,用热失重法测试了它们的热稳定性.研究了这7个化合物针对800 nm脉冲激光(掺钛蓝宝石激光器,脉冲宽度~130 fs,重复频率1000 Hz)的光限幅性质.结果表明:以二烷基氨基为给电子基团的4个化合物(D4-D7)对800 nm的飞秒脉冲激光均具有显著的光限幅性能,限幅机制为双光子吸收(2PA),而端基给电子能力较弱、共轭链长较短的D1-D3光限幅效果并不明显.此外,D4-D7都具有较好的热稳定性和光稳定性.而且,该系列化合物的双光子吸收截面、光稳定性和热稳定性都具有随分子结构中给电子基团增强或共轭链增长而增大或提高的趋势.D7具有最好的综合性能,是一个有应用潜力的光限幅材料.     

侧基含羟基的主链偶氮苯液晶共聚酯的合成及其光响应行为

以4,4’-双(6-羟基己氧基)联苯(BHHBP)、4,4’-双(6-羟基己氧基)偶氮苯(BHHAB)为液晶基元,利用苹果酸二乙酯(DM)和苯基丁二酸(PSA)采用无规共聚,合成了侧基含羟基的偶氮苯液晶共聚酯(Az-LCP).先在液晶态下拉伸取向,然后用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)交联制备单畴取向偶氮苯液晶交联网络.通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)测试,对合成的Az-LCP进行结构表征,通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、偏光光学显微镜(POM)等对其液晶相变行为进行表征,研究了偶氮苯含量、交联密度、薄膜厚度对其光致弯曲行为的影响.结果表明,偶氮苯含量10%,交联12 h的Az-LCP1具有最佳的光致弯曲回复行为.     

手性联萘基-2,2'-联吡啶及其衍生物的合成及其在不对称合成中的应用

利用Kröhnke方法,以芳基乙酮为原料一锅法简洁地合成了6-芳基-6'-溴-2,2'-联吡啶2b~2d。 通过(R)-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁唑硼烷基)-2,2'-乙氧基-1,1'-联萘((R)-1)与6-溴-2,2'-联吡啶及其衍生物2a~2d的Suzuki偶联, 合成了4种手性6-[3-((R)-2,2'-二乙氧基-1,1'-联萘)基]-2,2'-联吡啶(R)-3a~3d。 将配体(R)-3a~3d应用于苯乙酮的不对称氢转移反应中,配体(R)-3a给出92%的转化率和4%的对映体过量(ee)值。     

手性取代聚(对亚苯基亚乙炔基-alt-间亚苯基亚乙炔基)的设计合成及其手性光性能研究

设计合成了两种主链结构相同、但取代方式不同的带有(-)-trans-桃金娘烷氧基手性侧基的规整连接聚(对亚苯基亚乙炔基-altr-间亚苯基亚乙炔基)(Myr-PMPE-1和Myr-PMPE-2),其中Myr-PMPE-1分子中手性取代基在分子链上均匀分布,而Myr-PMPE-2分子中手性取代基的分布则交替地存在局部"拥挤"和局部"松散".利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和圆二色谱对两种聚合物膜的手性光性能进行了研究.结果表明,退火处理对Myr-PMPE-1膜的UV吸收和荧光光谱以及光学活性的影响都不明显,其最大不对称因子|gmax|为1.62×10-4;而退火处理对Myr-PMPE-2膜影响显著,未经退火处理或退火温度≤100℃时,Myr-PMPE-2膜几乎不显示光学活性,但当退火温度高于120℃时,随着退火温度的升高和退火时间的延长,Myr-PMPE-2膜的UV吸收和荧光光谱均稍有红移,特别是膜的光学活性显著提高,经140℃退火处理4 h后,其|gmax|可达3.07×10-3,比Myr-PMPE-1膜的高出1个数量级.     

带有位阻基团的钌多吡啶手性配合物与DNA键合及其光断裂DNA性质的研究

合成了钌多吡啶手性配合物的对映异构体Δ-Ru(bpy)2DMNP](ClO4)2与Λ-[Ru(bpy)2DMNP](C1O4)2(Δ-1与Λ-1,DMNP=4-咪唑并[4,5-f](1,10)-邻菲咯啉-2-N,N二甲基苯胺),Δ-[Ru(bpy)2(BOPIP)](ClO4)2与Λ-Ru(bpy)2(BOPIP)](ClO4)2(Δ-2与Λ-2,BOPIP=2-(4-丁氧基基苯基-)咪唑并[4,5-f](1,10)-邻菲咯啉),用元素分析、核磁共振及旋光仪对手性配合物结构进行了表征,通过电子吸收光谱、荧光光谱、粘度实验对手性配合物与CT-DNA相互作用的性质进行了研究。结果表明:两对Δ-型异构体均与CT-DNA以插入模式作用。在紫外光照下,两对对映异构体均能使质粒pBR322DNA断裂,但Λ-1型异构体比Δ-1型异构体断裂DNA效率更高,说明存在立体选择性,而Δ-2与Λ-2对DNA断裂无明显区别。     

含磷酰杂菲侧基的苯乙烯衍生物聚焦诱导发光特性及其在过渡金属子检测中的应用

以2-(6-氧化-6-氢-二苯基(c,e)<1,2>氧杂磷酰基)-1,4-二羟基苯(OOPB) 为中心结构单元,通过两步酯化反应,在两侧分别引入4-戊氧基苯甲酰基和4-乙烯基苯甲酰基,得到苯乙烯衍生物(ME).由于磷酰杂菲基团的大π共轭结构和极性共同作用,使得形成聚集体后分子内转动受到限制,降低了非辐射去活效率,使 ME在达到一定聚集程度时,荧光强度成倍增加,呈现出聚集诱导发光增强(AIEE) 特性. 同时,Pt2+,Ru3+,Fe3+的加入对ME有显著的猝灭效果;而 Fe2+ 只是在形成聚集体过程中才有猝灭效果.     

含磷酰杂菲侧基的苯乙烯衍生物聚集诱导发光特性及其在过渡金属离子检测中的应用

以2-(6-氧化-6-氢-二苯基(c,e)<1,2>氧杂磷酰基)-1,4-二羟基苯(ODOPB) 为中心结构单元, 通过两步酯化反应, 在两侧分别引入4-戊氧基苯甲酰基和4-乙烯基苯甲酰基, 得到苯乙烯衍生物(MED).由于磷酰杂菲基团的大π共轭结构和极性共同作用, 使得形成聚集体后分子内转动受到限制, 降低了非辐射去活效率, 使 MED在达到一定聚集程度时, 荧光强度成倍增加, 呈现出聚集诱导发光增强(AIEE) 特性. 同时, Pt²⁺, Ru³⁺, Fe³⁺的加入对MED有显著的猝灭效果; 而Fe²⁺只是在形成聚集体过程中才有猝灭效果.     

苦参碱和槐定碱在多刺激响应性水凝胶薄膜电极上的可调控电化学行为及其逻辑门构建

采用苦参碱(Matrine, MT)和槐定碱(Sophoridine, SR)作为电活性药物分子探针, 考察了聚(N-异丙基)丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶薄膜的刺激响应特性; 并通过循环伏安(CV)法和扫描电子显微镜(SEM)研究了PNIPAM在不同外界刺激条件(如温度、 盐浓度和甲醇)下结构的改变. 在25 ℃时, 药物分子MT和SR在玻碳电极上产生较大的氧化峰电流, 随着温度升高至40 ℃, 药物分子探针的氧化峰电流逐渐减小. 考察了不同Na₂SO₄浓度和不同比例甲醇对PNIPAM水凝胶薄膜的影响, 发现MT和SR的氧化峰电流随着Na₂SO₄浓度(00.45 mol/L)和甲醇比例(040%)的升高而减小. 结果表明, MT和SR可作为分子探针研究PNIPAM水凝胶薄膜对环境的三重刺激响应性开关行为, 并可进一步构筑3-输入/2-输出的逻辑门系统.     

光学活性三嵌段刚柔共聚物的合成和在二氧六环/水中的自组装

刚柔嵌段聚合物作为多层次有序高级结构的构筑单元正受到广泛的关注．与仅由柔性链段连接而成的嵌段聚合物相比,一方面,刚性链段和柔性链段的相分离与刚性链段倾向于有序取向间的竞争,使其自组装能力增强;另一方面,可在刚性链段引入某些功能基团,从而赋予超分子聚集体识别、传感、催化、光电等特殊的性质．     

UNUSUAL CRYSTALLIZATION AND MELTING PROCESSES OF AN OPTICALLY ACTIVE POLYOLEFIN： ISOTACTIC POLY（（S）-4-METHYL-HEXENE-1）

Polyolefins that bear a chiral side chain (typically an isobutyl group) experience a so-called macromolecular amplification of chirality: the chiral side-chain induces a slight preference for either tg or tg- main chain conformation. This slight conformational bias is amplified cooperatively along the chain, and results in preferred chirality of the main chain helical conformations. As a result, these polymers display a liquid-crystal (LC) phase both in solution and, in the melt as a transient phase on the way to crystallization. The existence of two processes (melt-LC and LC-crystal transitions) results in unconventional behaviors that were first analyzed by Pino and collaborators back in 1975. These polymers also offer a means to test the structural consequences of recently introduced crystallization schemes. These schemes postulate the formation of a transient liquid-crystal phase as a general scheme for polymer crystallization.     

旋光聚[乙烯-alt-R-N-(1-苯乙基)马来酰胺酸]的合成及静电自组装

以聚(乙烯-alt-马来酸酐)为原料,通过与R-(+)-α-苯乙胺的酰胺化反应,合成了一种新型的旋光聚电解质聚[乙烯-alt-R-N-(1-苯乙基)马来酰胺酸],利用红外吸收光谱、紫外吸收光谱、核磁共振氢谱和旋光度数据对其结构进行表征.聚[乙烯-alt-R-N-(1-苯乙基)马来酰胺酸]与聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)逐层静电自组装过程的紫外跟踪测试结果表明,带相反电荷的聚电解质间能够形成稳定增长的自组装膜,多层膜组装量随双层数指数增大.     

聚2,6-吡啶二甲酸膜对儿茶酚和对苯二酚电氧化的催化性能及其应用

研究了２,６－吡啶二甲酸在玻璃电极上的电化学聚合物薄膜修饰电极的电化学特性,发现其对儿茶酚和对苯二酚析电化学氧化具有显著的催化作用,使它们的氧化电位降低,峰电流显著增大。从聚合物膜与多酚化合物的氢键作用对催化机理进行了探讨。该聚合物膜修饰电极可用于多酚的电化学测定。     

光活性聚甲基丙烯酸三苯甲酯链结构的研究——PTrMA的~(13)C液体和固体NMR谱

<正> 80年代出现的光活性高聚物—聚甲基丙烯酸三苯甲酯(PTrMA)是由非手性单体经不对称阴离子聚合得到的。近年来,PTrMA作为手性固定相在分离手性化合物方面得到了越来越多的实际应用。由于聚合物侧基上的三个苯基产生的大位阻,使它具