基于β-环糊精的分子印迹聚合物在环境和食品样品前处理中的应用进展

β-环糊精（β-CD）及其衍生物作为一种新兴的功能单体在分子印迹技术中得到了越来越多的应用。β-CD及其衍生物能够与许多分子形成主-客体包合物,基于这一包合作用制备的分子印迹聚合物具有稳定性好和选择性高等优点,因此在具有复杂基质的环境和食品样品中目标化合物的选择性分离和富集中得到了重视和发展。该综述主要回顾了2013年以来文献中报道的一些基于β-CD及其衍生物作为功能单体的分子印迹聚合物在环境水和食品样品前处理方面的最新应用,揭示这一分子印迹聚合物在复杂样品前处理中的优势。     

β-环糊精的低临界溶解温度现象及其在有序纳米孔道片晶制备中的应用

将β-环糊精(β-CD)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中, 加热至140 ℃后有大量白色晶体析出. 扫描电子显微镜观察发现析出物为β-CD片状结晶. 红外光谱(IR)和核磁共振波谱(NMR)结果证明了片状结晶的化学结构与β-CD原料相同. 热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)分析结果证明片状结晶的理化性质与β-CD原料相同. X射线衍射分析(XRD)测试结果表明, β-CD片晶的结晶结构与β-CD原料不同. 利用Diamond软件模拟了具有开通管道结晶结构的β-CD晶体的XRD谱图, 发现其与实测的β-CD片晶谱图基本相符, 说明β-CD片晶具有有序纳米开通管道结晶结构. 比表面积测试和酚酞吸附实验进一步证实β-CD片晶具有比β-CD原料更大的比表面积和更好的吸附性能.     

金纳米粒子杂化超分子水凝胶的制备与性能

在制备水溶性硫辛酸酯封端的甲氧基聚乙二醇-聚己内酯嵌段共聚物(MPEG-PCL-ALA)单层包覆金纳米粒子的基础上, 在水溶液中, 利用α-环糊精(α-CD)与单层包覆金纳米粒子的包合作用构建杂化超分子水凝胶. 透射电子显微(TEM)照片显示, 金纳米粒子的尺寸为6～8 nm. X射线衍射测试表明, 所制备的水凝胶中含有α-环糊精与MPEG-PCL嵌段共聚物包合形成的多聚准轮烷的特征衍射峰(2θ＝19.7°). 紫外-可见吸收光谱显示, 单层包覆金纳米粒子的水溶液及其与α-CD包合形成的水凝胶在525 nm处均出现表面等离子共振吸收峰, 单层包覆金纳米粒子溶液存放3个月后, 其表面等离子共振吸收峰未发生明显红移, 表明单层包覆金纳米粒子的水溶液具有较好的稳定性.     

环糊精对阿斯巴甜的甜感增强作用及二者相互作用热力学

目前环糊精（CD）对阿斯巴甜（ASP）甜感强度的影响研究主要集中在环糊精对阿斯巴甜的稳定性研究。我们认为CD对ASP甜感强度的提升与其和ASP的结合常数有一定的关系。本文选择了五种环糊精,α-环糊精（α-CD）、β-环糊精（β-CD）、γ-环糊精（γ-CD）、羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）、甲基-β-环糊精（Met-β-CD）,研究了这些环糊精存在下ASP的感官甜度的变化及二者的相互作用。结果表明,β-CD可以明显提升ASP的甜感强度。等温滴定量热（ITC）和荧光光谱对ASP与CDs结合过程亲和力的研究表明,ASP与β-CD的结合是自发的,并且具有最大的结合常数。差示扫描量热（DSC）、核磁共振（¹H NMR）以及傅里叶变换红外（FT-IR）揭示了其结合过程的机制。本研究对理解甜味剂甜感强度与热力学结合常数的关系具有重要的意义,也为基于结合常数筛选风味保持剂的方法提供有益的基础。     

环糊精包合有机磷酸作为缓蚀剂的理论研究

采用分子模拟对三种有机磷酸(5-单磷酸腺苷(A)、羟基乙叉二磷酸(B)、2-磷酸基-1, 2, 4-三羧酸丁烷(C))及其与阳离子改性的β-环糊精(HPTEA-β-CD)形成的包合物作为缓蚀剂进行了理论研究,并通过失重法进行了实验验证.量子化学的计算结果表明,三种有机磷酸分子的反应活性主要集中在N、O、P等原子上,其中C分子的反应活性更强.同时采用分子动力学模拟HPTEA-β-CD包合A、B、C分子作为缓蚀剂在Fe(001)表面上的平衡吸附,结果表明C-HPTEA-β-CD的缓蚀效率最强.通过失重法分析,三种缓蚀剂对q²35碳钢均有良好的缓蚀性,其中C-HPTEA-β-CD的缓蚀效率最高,达到了91.50%,实验结果与理论计算的分析一致.     

环糊精对α,ω-双香豆素长链化合物分子内激基缔合物形成的影响

本文借助荧光光谱、吸收光谱、激发光谱以及单光子记数技术,通过环境效应、浓度效应、温度效应详细研究了环糊精对α,ω-双香豆素长链化合物分子内激基缔合物形成的影响,结果表明β-CD仅能加强香豆素单体的荧光发射与寿命,而γ-CD则可降低其形成激基缔合物的活化能,同时使其寿命得以延长。     

多价环状模板法合成交联胶束和类环胶体

通过点击偶联法, 用二茂铁（Fc）修饰环状聚甲基丙烯酸羟乙酯[c-P(HEMA)₅₀]的侧链羟基, 得到多价环状聚合物模板c-P(HEMA-Fc)₅₀, 该模板可通过β-CD/Fc的主客体识别作用, 在Fc位点有序偶联以亲水聚乙二醇（PEG）和硫辛酸（LA）功能化的β-环糊精（β-CD）, 形成具有明显核壳结构的超分子胶束[c-P(HEMA-Fc)₅₀/β-CD-PEG-LA]. 该超分子胶束可通过二硫苏糖醇（DTT）催化的分子内自交联（CL）形成交联的超分子胶束, 作为交联β-CD-PEG-LA的环状胶体前驱体. 与三臂星状聚合物模板相比, 环状聚合物模板的优势在于环状多价结构具有更高的稳定性和空间位阻效应, 以环状聚合物为模板制备的交联胶束和类环胶体的胶束前驱溶液的浓度可显著提高至1.0 mg/mL.     

N,N'-双二茂铁亚甲基丁二胺季铵盐和侧链携带β-环糊精的聚丙烯酰胺的合成及相互间的主客体包结作用

合成了双客体化合物N,N'-双二茂铁亚甲基丁二胺的季铵盐(1)和侧链携带β-环糊精(β-CD)的聚丙烯酰胺(3), 利用FTIR, ¹H NMR, 元素分析等手段表征了合成化合物. 在此基础上以¹H NMR、循环伏安、X射线粉末衍射以及扫描电镜等手段研究了化合物1与3间的主客体包结作用. 结果表明, 处于1两端的二茂铁基均可被位于3侧链的β-CD包结, 引起高分子化合物3分子内和分子间的物理交联, 形成超分子三维网络结构.     

偶氮苯衍生物-β-环糊精包合物的自组装行为

研究了4-N（2’-巯基-乙基）羧基酰胺偶氮苯（Azo）与β-环糊精（β-CD）形成的包合物在金表面上的自组装行为．X射线光电子能谱（XPS）结果证实,Azo和Azo与β-CD形成的包合物均可在金表面上自组装形成单分子层膜．在包合物形成的自组装膜中,Azo与β-CD的摩尔比约为1：1．Azo自组装膜的电化学反应表现速率常数（Kobs）随组装时间的延长而明显减小,反映出自组装膜的排列随时间延长而趋于更加致密,从而抑制了偶氮苯基团的电化学诱导构型转化,降低了其电活性．而Azo与β-CD包合物自组装膜的Kobs值随组装时间变化不大,在组装76h以后,包合物自组装膜的Kobs比单纯偶氮苯自组装膜的Kobs高2个数量级以上．表明环糊精能够将偶氮苯分子隔开,从而抑制了偶氮苯在自组装膜中的聚集作用,有效地提高其电化学活性．     

咪唑类离子液体的研究进展

咪唑类离子液体以其独特的物理化学性质和在众多领域的巨大应用潜能而引起广泛的关注.本文结合我们的研究工作,对近期国际上关于咪唑类离子液体的气-液和液-液平衡、咪唑类离子液体的表面活性剂行为、传统表面活性剂在咪唑类离子液体中聚集体的形成、表面活性剂/水(油)/咪唑类离子液体三元体系超分子自组装体形成等方面的一些主要研究成果进行了综合评述.在此基础上,提出了进一步开展非传统表面活性剂/离子液体体系超分子自组装体及离子液体结构对聚集体形成、结构、性质影响等研究的设想.     

联苯甲酰桥联β-环糊精吸附U(VI)的动力学和热力学

β-环糊精与对甲苯磺酰氯在低温碱性溶液中反应合成6-对甲苯磺酰酯-β-环糊精,并利用红外光谱和核磁共振氢谱对其进行表征;联苯甲酰与6-对甲苯磺酰酯-β-环糊精以摩尔比为1: 2反应合成一种新型的联苯甲酰桥联β-环糊精(BB β-CD)材料,并采用紫外可见分光光度法对其合成机理以及BB β-CD和联苯甲酰对U(VI)的吸附行为进行研究;同时采用扫描电镜对材料吸附U(VI)前后的外貌形态进行表征。通过间歇吸附法考察pH、反应时间、温度以及干扰离子等因素对吸附过程的影响。结果表明,相比联苯甲酰,BB β-CD能更有效地吸附U(VI),在pH=4.5,反应时间为60 min条件下,最大吸附量为12.16 mg·g^-1,吸附率高达91.2%。动力学和热力学拟合结果表明,吸附过程更符合准二级动力学速率方程,Langmuir等温吸附模型比Freundlich等温吸附模型更适合模拟吸附过程,且吸附是自发吸热的过程。     

甲基丙烯酸3-磺酸钾丙酯-苯乙烯共聚物与N,N,N-三甲基十六烷基溴化铵相互作用研究

两亲分子由于具有自组装性质,如表面活性剂分子自组装形成胶束,囊泡,天然的磷脂分子自组装形成脂质体,继而参于生物膜的形成,这是大家所熟悉的．高分子两亲分子尤其是两亲性两嵌段高分子具有自组装性质,并形成规整性好的聚集体［１～３］．聚电介质 表面活性剂体系...     

基于单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精修饰金电极对L-半胱氨酸的快速灵敏检测

将单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精(HS-β-CD)通过金硫键自组装在金电极(GE)表面, 构建了一种简单、 快速、 灵敏的超分子识别L-半胱氨酸(L-Cys)的电位型电化学传感器. 通过循环伏安法和交流阻抗法研究了膜表面的电化学行为; 通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了电极表面的膜组装效果, 其作用机制是固定在金电极表面的HS-β-CD空穴可通过分子间作用力吸附结合带负电的L-Cys, 使电极表面的膜电位发生改变, 导致对L-Cys的超分子选择性识别作用, 从而实现对L-Cys的定量分析. 在优化的实验条件下, 该电极在pH=6.0的磷酸盐缓冲溶液中对L-Cys有良好的电位响应性能, 线性范围为1.0×10 ^-7~1.0×10 ^-4 mol/L, 斜率为(-65.29±1.0) mV/pc(25 ℃), 检测下限达到6.0×10 ^-8 mol/L; 电极响应速度快、 稳定性和重现性好、 抗干扰能力强. 将该电极用于实际猪血清和猪尿液样品中L-Cys含量的测定, 回收率为95.0%~104.7%, 表明该新型电极在生命科学等领域具有良好的应用前景.     

环糊精包合作用诱导聚合物自组装的研究进展

将主客体识别与聚合物自组装相结合,利用环糊精对聚合物的包合作用在溶液中诱导聚合物组装形成结构可控的纳米粒子,形成有别于基于环糊精/聚合物包合作用形成的结晶粉末和超分子水凝胶的新型材料.本文介绍了这种诱导组装方案的研究背景及最新的研究成果,综述了诱导组装的原理、特点及影响因素.研究表明,由这种方案制备的聚合物纳米粒子具有超分子动态可逆的特征,进而显示出对温度和pH等敏感的性质.该类环糊精包合作用诱导组装的聚合物超分子聚集体在生物医学材料方面具有潜在的应用价值,如用作药物和基因的可控传递释放载体.     

甲基丙烯酸3—磺酸钾丙酯—苯乙烯共聚物与N,N,N—三甲基十六烷基化铵相 …

两亲分子由于具有自组装性质,如表面活性剂分子自组装形成胶束,囊泡,天然的磷脂分子自组装形成脂质体,继而参于生物膜的形成,这是大家所熟悉的．高分子两亲分子尤其是两亲性两嵌段高分子具有自组装性质,并形成规整性好的聚集体［１～３］．聚电介质表面活性剂体系...     

环糊精超分子组装体的研究进展

环糊精是由若干个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖,具有一个亲水性的外表面和一个疏水性的空腔。利用主客体相互作用,环糊精及其衍生物能够选择性地与大小匹配的疏水性客体分子形成各种超分子包合物。本文概述了环糊精的结构与性质,并介绍了近年来国内外以环糊精为基础的纳米粒子、水凝胶等超分子组装体的设计原理、作用机制、刺激响应及应用特点,并对环糊精超分子组装体的前景进行了展望。     

环糊精基阻抗型传感器的制备及对L-半胱氨酸的识别

借助量子化学计算, 从分子层面模拟了γ-环糊精(γ-CD)主体与L-半胱氨酸(L-Cys)氧化产物客体之间的超分子相互作用, 得到γ-CD与L-Cys氧化产物之间的弱相互作用能E_L(-12.6 eV), 其与D-Cys氧化产物客体的弱相互作用能(E_D=-2.7 eV)相差3.7倍, 分子内氢键键价相差近1倍. 据此, 构建了基于手性源γ-环糊精的阻抗型传感器, 并用于L-Cys的阻抗识别. 结果表明, 以铁氰化钾(Ⅱ/Ⅲ)作为氧化还原探针分子, 电化学阻抗信号变量(R_et)与L-Cys浓度在0.1~1.0 μmol/L(阶段一)和1.0~6.0 μmol/L(阶段二)2个范围内分别呈现良好的线性关系, 检出限为74 nmol/L(S/N=3). 与未修饰玻碳电极相比, L-Cys在该手性传感器上的阻抗响应灵敏度提高了约19倍, 对含巯基结构相似物的选择性明显提高; 将该传感器应用于人体血清、 药品胶囊样品的分析, 平均回收率在88.9%~108%之间. 建立了一种新颖、 低成本、 简便的针对弱电活性手性化合物的定量识别方法, 为其电化学分析提供了新策略.     

基于环糊精二聚体与紫精聚合物的包结作用制备超分子水凝胶

制备了对苯二甲酸连接的环糊精二聚体(α,α-CD Dimer)及紫精聚合物(VP), 利用α,α-CD Dimer与VP之间的主客体识别作用构筑了一种超分子水凝胶. ¹H NMR测定结果表明α,α-CD Dimer和VP的主客体相互作用是通过α-CD空腔和VP形成包结络合物进行的. 环糊精二聚体α,α-CD Dimer和聚合物VP凝胶体系的构筑受环糊精二聚体类型的影响, 同时该超分子水凝胶对有竞争作用的客体分子表现出响应性, 该超分子水凝胶在竞争性客体分子存在的条件下, 可发生小分子诱导的凝胶与溶胶转化行为. 此外, 该凝胶体系还具有良好的热稳定性.     

苯基修饰β-环糊精的自组装行为

利用X射线衍射分析和核磁方法研究了单(6-氧-6-苯基)-β-环糊精(1)在固态和液态中的分子自组装行为. 结果表明, 在固态中连接于环糊精主面的芳香基团从次面插入到另一个环糊精的空腔形成了二重对称轴的螺旋结构; 在溶液中该修饰环糊精自组装形成聚集体的键合常数为240 mol^-1·L. 这些研究结果与报道的单(6-脱氧-6-苯胺基)-β-环糊精(2)、单(6-脱氧-6-苯硒基)-β-环糊精(3)和单(6-脱氧-6-苯巯基)-β-环糊精(4)一起, 进一步揭示了分子自组装形成超分子的一些控制因素.     

1-溴萘——β-环糊精——阴离子表面活性剂三元包合物的室温磷光

在β-环糊精(β-CD)溶液中, 加入阴离子表面活性剂(AS)可诱导1-溴萘(1-BrN)发射强的室温磷光(RTP)。组成测定表明溶液中形成了稳定的1:1:1/1-BrN:β-CD:AS三元包合物。光谱和溶液表面张力分析显示阴离子表面活性剂的疏水性烷基链有一部分被包合在β-CD空腔内, 未被包合部分则绕曲在β-CD腔口处从而为空腔内1-BrN分子的磷光提供了有效保护。因该三元包合物带有阴离子极性头基, 其沉淀可均匀分散在溶液中, 形成了稳定的乳状液。得到了稳定的RTP。