基于环糊精主客体包络物的制备及其应用研究

摘要

近年来，超分子化学的提出使主客体超分子体系得到了快速的发展，由于环糊精具有生物相溶性好、低毒及价格便宜等优点，常常被用来做为主客体超分子体系的主体部分。环糊精的独特空腔可以很好的改善客体分子的溶解性、生物活性和稳定性等。本文以环糊精为主体制备了两种超分子体系，论文内容可以分三部分，主要是合成了2-羟丙基-β-环糊精-二茂铁衍生物超分子胶束应用于药物释放、2-羟丙基-β-环糊精-10-甲基吩噻嗪包络物电化学催化氧化还原型谷胱甘肽、羧基化多壁碳纳米管负载2-羟丙基-β-环糊精-10-甲基吩噻嗪包络物电化学催化氧化还原型谷胱甘肽。详细内容如下：
　　（1）成功地合成了新型的具有疏水性的长链二茂铁衍生物(P-Fc)，并利用2-羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)的外部亲水性和内部疏水性的特点，首次成功地将新型的二茂铁衍生物包络在2-羟丙基-β-环糊精的空腔中，自组装形成大分子囊泡，并通过1H核磁共振(1HNMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(SEM)和循环伏安(CV)曲线对其进行结构形貌表征。通过加入抗坏血酸、盐酸多巴胺、L-半胱氨酸及二茂铁(Fc)、二茂铁甲酸(FcM)等客体分子来研究囊泡的稳定性，发现这些体内的维生素、神经递质、蛋白质及客体分子不会引起囊泡的破坏。以罗丹明6G(R6G)和盐酸阿霉素（DOX）作为药物，实现了R6G和DOX在囊泡中成功地装载。并通过加入氧化剂，将二茂铁氧化成二茂铁盐，成功地将囊泡破坏，实现了R6G和DOX的快速定向释放，其药物装载量分别为6.89和39.06μg/mg，其最大释放率分别为73.7％和88.2%。这大大提高了药物的利用率。
　　（2）通过主客体反应制备2-羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）包络10-甲基吩噻嗪（MPT）（MPT-HP-β-CD），采用FTIR和UV-Vis对其结构进行表征。用滴涂法将其修饰在玻碳电极上，应用于还原型谷胱甘肽的检测。研究了扫速、pH、和温度对催化剂的影响，并计算了该反应的活化能，为38.92KJ/mol。对修饰电极的重现性和稳定性进行测试，并将该修饰电极用于实际样品的检测。实验结果表明修饰电极在pH=7.0的PBS溶液中展示出极好的电催化氧化还原型谷胱甘肽（GSH）的能力，线性响应范围为1.0×10-6～5.8×10-4 mol/L，其检测限为2.87×10-7 mol/L(S/N=3)。该催化剂在检测GSH方面有潜在应用。
　　（3）通过两步法合成了10-甲基吩噻嗪-2-羟丙基-β-环糊精主客体包络物修饰的多壁碳纳米管(MPT-HP-β-CD/MWNT)复合材料，通过SEM、FTIR和UV-Vis等对其形貌结构进行表征，证明我们成功合成了MPT-HP-β-CD/MWNT催化剂。采用滴涂法将MPT-HP-β-CD/MWNT修饰在玻碳电极上催化氧化还原型谷胱甘肽。通过CV曲线、对修饰电极阻抗的研究及对该反应活化能的研究，证明负载MWNT可以提高导电能力，从而提高对GSH的催化活性。进而研究了pH、扫速等对催化剂催化活性的影响。在最优条件下采用I-t曲线对GSH进行检测，在5×10-7～4.95×10-5 mol/L范围内具有良好的线性关系，检测限为3.96×10-8 mol/L(S/N=3)。该修饰电极具有良好的重现性和稳定性，优良的抗干扰性能，并将该修饰电极用于实际样品的检测。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 主客体超分子体系

1.3 环糊精概述

1.4 基于环糊精主客体包络物的应用

1.5 本课题的研究背景、意义和内容

第二章 2-羟丙基-β-环糊精与二茂铁衍生物超分子胶束通过氧化还原响应控制药物释放

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 总结

第三章 2-羟丙基-β-环糊精包络10-甲基吩噻嗪催化剂高效检测还原型谷胱甘肽

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 MPT-HP-β-CD/GCE修饰电极电化学催化GSH

3.5 结论

第四章 基于碳纳米管负载的新型电催化剂高灵敏度检测还原型谷胱甘肽

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 MPT-HP-β-CD/MWNT修饰电极催化氧化GSH

4.5 总结

第五章 总结

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢