超支化二茂铁将超支化聚合物的三维结构和二茂铁基团的功能性结合起来,实现了特殊结构和功能性的统一,其支化结构与细菌、病毒和癌细胞等具有相似性,可以模拟这些病原体与蛋白质等生物分子的相互作用。而蛋白质是生物体内最重要的有机分子之一,能够与许多内、外源物质结合,起着小分子、药物分子以及其他代谢产物的运输和代谢作用,对生命活动的维持具有重要意义。而且,二茂铁类聚合物的电化学性质是其应用的重要基础,利用其独特的氧化还原性可以进一步拓展其在催化剂、生物电极、糖敏元件等方面的应用。所以研究超支化二茂铁与蛋白质的相互作用机制,同时在电化学行为研究的基础上进一步考察其阴离子识别性能,可以为超支化二茂铁在药物载体、抗病原体药物及生物传感器等领域的应用提供理论基础。本文采用荧光发射光谱、紫外光谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱研究了超支化聚(胺)酯基二茂铁(HPAE-Fc)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用方式和机制,分析BSA荧光猝灭的机理,计算二者之间相互作用的结合常数、结合位点数和热力学参数(ΔG, ΔH,ΔS),揭示二者分子之间的相互作用力类型,通过计算重叠积分分析能量转移的方式,探索了HPAE-Fc与BSA相互作用的机理,并与超支化聚(胺)酯(HPAE)基体和简单二茂铁衍生物二茂铁甲酸(Fc-COOH)与BSA相互作用结果相对比,分析了HPAE-Fc、HPAE和Fc-COOH与BSA相互作用机制的异同,进一步阐明超支化二茂铁与BSA作用的特殊性。采用化学方法合成HPAE-Fc/BSA复合物,红外光谱法表征其结构,通过自组装法制备HPAE-Fc、HPAE-Fc/BSA复合物膜修饰电极,采用循环伏安和脉冲伏安法研究HPAE-Fc、HPAE-Fc/BSA复合物溶液及膜修饰电极的电化学行为并分析作用机理。在电化学性质的基础上,研究了HPAE-Fc对溴离子(Br-)、硫酸氢根离子(HS04-)和三磷酸腺苷离子(ATP2)的识别性,将其离子响应性与简单二茂铁衍生物Fc-COOH相比较,通过直线拟合获得了半峰电位(Ep1/2)和峰-峰电位差(△Ep)与各种阴离子的浓度的线性关系,得出了两者对阴离子响应性的异同。荧光光谱法研究表明HPAE-Fc能够自发的与BSA发生相互作用,使BSA的内源荧光发生静态猝灭,HPAE-Fc与BSA之间有一个独立的结合位点,相互作用力主要为范德华力和氢键,能量转移方式为非辐射能量转移,且HPAE-Fc的加入改变了BSA的构象及色氨酸、酪氨酸周围环境的疏水性,使疏水性增加。与HPAE-Fc与BSA之间的相互作用相比较,HPAE和Fc-COOH使BSA荧光猝灭的程度较小,相互作用力主要为疏水作用力和静电引力,对BSA的构象及氨基酸周围环境的疏水性改变较小。不同电学活性物质溶液及膜电极的电化学行为研究结果表明,HPAE-Fc溶液具有良好的电化学响应性,表现为一对独立的氧化还原峰,HPAE-Fc/BSA复合物溶液表现出弱的氧化还原峰,但HPAE-Fc/BSA复合物溶液的氧化还原峰电位(Epa和Epc)较]HPAE-Fc溶液显著增大,即⊿Ep增加,峰电流(ipa, ipc)减小,说明HPAE-Fc与BSA产生了相互作用；HPAE-Fc膜修饰电极只有一个还原峰、没有氧化峰,而HPAE-Fc/BSA复合物膜修饰电极表现出较复杂的氧化还原峰,出现了双重峰和拖尾峰,原因在于HPAE-Fc与生物大分子之间的静电吸附或氢键作用,影响了电子传输的效率,使膜修饰电极的氧化还原过程更复杂,推测HPAE-Fc与BSA相互作用的机理为大分子效应、支化效应、诱导效应相互作用的结果。阴离子识别性研究表明,HPAE-Fc能够较好地识别Br-、HSO4-和ATP2",加入以上阴离子后,随溶液中阴离子浓度的增加,HPAE-Fc氧化还原过程的半峰电位(Ep1/2)不断降低,峰-峰电位差(△Ep)不断增加,且Ep1/2和△Ep与各种阴离子的浓度有较好的线性关系,依据此线性关系可以初步实现对离子的识别及浓度的检测。本研究为诠释HPAE-Fc与BSA相互作用机制,揭示BSA与外源分子的作用的多面性,扩展HPAE-Fc的应用领域提供了理论依据。