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本文以β-环糊精/二茂铁主客体识别体系为基础构筑了几类超分子体系,并探讨了该超分子体系的可控性及其应用;另外将β-环糊精作为基本主体单元引入到纳米材料中,得到了兼具纳米材料特性及β-环糊精分子识别能力的杂化材料,并初步研究了该材料的潜在应用。
采用自由基聚合方法,制备了水溶性较好的侧链携带二茂铁基的温敏性聚合物,并以循环伏安、核磁、粒径分析、紫外可见吸收光谱等手段对其与β-CD及β-CD聚合物(poly(β-CD))之间的主客体包结作用进行了研究。研究表明二茂铁聚合物poly(NIPAM/FCN)可与β-CD或poly(β-CD)形成可控超分子体系,并且溶液性能可通过氧化反应来调节。这就为搭建氧化还原刺激响应型超分子结构,设计制备新的智能型软物质奠定了基础。
利用β-环糊精与二茂铁基团之间的主客体识别作用,将β-环糊精包覆的金纳米粒子组装于二茂铁修饰的ITO表面上,由于结合了金纳米粒子的促进电子传递的优点及β-环糊精的包合作用,较之二茂铁修饰的ITO该组装体极大的提高了其对抗坏血酸的电化学检测灵敏度。
采用两步法成功的合成了二茂铁功能化的水溶性金纳米粒子。将二茂铁功能化的金纳米粒子组装于β-环糊精修饰的AuITO(ITO表面镀一薄层金)表面上。可以通过氧化剂的加入实现可控组装,另外该组装体在构筑重复利用电化学传感器方面具有潜在的应用。
利用β-环糊精与二茂铁基团之间的主客体识别作用,将二茂铁功能化金纳米粒子及β-环糊精包覆的金纳米粒子组装起来。一系列分析测试结果表明该组装体具有可控性。
借助种子媒介纳米金属生长法成功地将纳米金直接修饰到ITO表面,得到纳米金修饰电极(AuNP/ITO),并将全-6-硫代β-CD组装到其表面,成功地制备了兼具纳米金的促进电子转移特性及环糊精包合能力的β-CD/AuNP/ITO。利用β-CD/AuNP/ITO检测多巴胺及尿酸,较之AuNP/ITO提高了对多巴胺及尿酸的电化学检测具有较高的灵敏度,并且能够排除抗坏血酸的影响。根据竞争包合机理,以二茂铁甲酸为电活性探针,间甲苯甲酸及1-金刚烷甲酸为非电活性模型分子研究β-CD/AuNP/ITO在检测非电活性物质方面的应用,结果表明该电极是问甲苯甲酸及1-金刚烷甲酸很灵敏的传感器。
通过配体交换一缩合反应及亲核取代反应制备了β-环糊精功能化的磁性Fe3O4纳米粒子,并采用FTIR、XPS、TGA及TEM等分析测试手段对其进行了表征测试。另外还以DA、UA为模型分子初步考察了β-环糊精功能化的磁性Fe3O4纳米粒子在电分析化学中的潜在应用,发现该纳米粒子兼具磁性纳米粒子的特性及环糊精的分子识别能力,通过粒子表面β-CD对DA(或UA)的包合,然后外加磁场吸附到电极表面,使得电极表面的分析物浓度增加,引起了氧化峰电流的增大,并且由于磁性Fe3O4纳米粒子提高电子转移速度的原因,使得氧化峰电位负移,进而增强了电化学检测信号。