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主体化合物对客体分子具有高度的分子识别能力,它的应用为发展特异性、专一性、选择性高的生物相关分子分析方法提供了广阔的前景。近年来卟啉、冠醚、环糊精、杯芳烃等新型主体化合物在生物相关物质识别分析方面的应用已逐渐成为研究的热点。环糊精具有截锥状的疏水空腔和亲水的外壁,能够与具有适当极性和尺寸的有机及无机客体分子形成超分子包合物,故作为优良的酶模型和分子受体,环糊精在科学和技术的诸多领域有着极为广泛的应用。环糊精超分子包合物的形成将改变客体分子的光化学及光物理性质,其中环糊精对各类光谱分析的增敏作用已不断被人们认识、研究和利用。 目前,动植物体内活性成分或外源生物活性物质—药物的测定受其溶解度、荧光量子产率等因素的限制,几乎均以有机溶剂为介质;而且此类分析方法大多需要使用昂贵的仪器设施,必须严格控制反应条件,操作中包含一些耗时、烦琐的步骤,同时检测灵敏度也欠佳。为满足日常定量测定的需求,建立一种简便、快捷、选择性好、灵敏度高的分子光谱法用于水相介质中生物相关分子的定量分析将极具应用价值。水溶液中待测物质的低荧光量子产率或摩尔吸光系数使其痕量测定难度较大,故β-环糊精对其的荧光或吸光增敏作用从定量分析的角度而言颇具研究应用价值。 本论文基于环糊精对被包结客体光谱性质的改变,开展了两大方面的研究: (一) β-环糊精对姜黄属植物根茎主要成分—姜黄素、中药茜草有效成分—茜草双酯、抗麻风药物氨苯砜及抗炎药物萘丁美酮的主-客体识别反应机制研究:借助超分子包合物的紫外吸收光谱、荧光光谱或红外吸收光谱等手段,通过多种方法探讨并验证了超分子包合物的形成;研究了直链醇的加入对超分子体系的影响,揭示了三元体系中非共价相互作用导致超分子包合物表观结合常数降低的原因:对超分子包结反应进行了热动力学研究,探讨了各热动力学参数的变化趋势并从熵焓互补的角度考察了超分子包结过程;通过荧光猝灭实验进一步揭示了水相中β-环糊精增敏客体荧光的本质原因,从而为超分子化学提供新的理论和研究方法。 (二)借助β-环糊精对客体分子的吸光强度或荧光发射的增敏作用,建立水相中生物相关分子的高灵敏度测定新方法:本论文利用主客体间的超分子相互作用,建立以β-环糊精为增敏剂,高灵敏度测定水溶液中姜黄素、茜草双酯、氨苯砜、萘丁美酮等生物相关物质含量的分光光度法或荧光光度法,与无β-环糊精存在时水相中直接测定物质含量的方法相比其分析特性有了明显的改善,干扰实验表明方法具有很好的选择性,将建立的方法应用于香料、药物制剂等实际样品的检测,结果令人满意。