《卟啉/碳納米管手性感測器》是依託華南理工大學，由彭小彬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：卟啉/碳納米管手性感測器
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭小彬
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
手性是現代分子生物科學中最基本的問題之一，對手性分子的感測在生物學、醫學和藥學等領域越來越重要。但由於手性感測的複雜性，手性感測研究的進展不盡人意，在超分子手性感測研究領域急需取得突破性成果。感測器含有活性感測元件和信號轉換器。碳納米管獨特的性質使其非常適合作為信號轉換器，但是基於碳納米管的手性感測的研究報導卻幾乎沒有。卟啉化合物具有特殊的電子結構，不僅適合做感測器，而且還容易被識別功能團甚至功能分子修飾，從而起到活性感測元件的作用。本項目將設計和合成帶有手性識別功能團的金屬卟啉配合物，並進一步對碳納米管進行功能化，首次研製出基於碳納米管的手性感測器；另一方面通過調節金屬卟啉配合物與碳納米管之間的相互作用的強弱，研究這種相互作用的強弱與手性感測器的選擇性及靈敏度之間的關係。本項目不僅同時利用手性識別功能分子及碳納米管兩者的優點，而且使兩者協同作用，研製靈敏度高、選擇性好的手性感測器。
結題摘要
手性是現代分子生物學中最基本的問題之一，對手性分子的感測在生物學、醫學和藥學等領域越來越重要。但由於手性感測的複雜性，手性感測研究的進展不盡人意，在超分子手性感測研究領域急需取得突破性成果。感測器含有活性感測元件和信號轉換器。功能化的卟啉是非常好的活性感測元件，碳納米管獨特的性質使其非常適合作為信號轉換器，因此基於卟啉和碳納米管的感測研究有很大的套用前景。 本項目合成了具有手性結構的聯萘酚-吡啶（BINOL-Py）化合物，利用吡啶、希夫鹼、酚羥基與銅離子形成配位，可使BINOL-Py的螢光強度增強約150倍，實現了對銅離子的專一性識別；我們進一步將卟啉與BINOL-Py相連，合成了卟啉-聯萘酚-吡啶化合物，實現了對D-和L-酒石酸的手性識別，對應選擇係數達到2.85。 合成了水溶性的手性卟啉化合物，該化合物能夠將單壁碳納米管有效地分散在水中。通過圓二色譜、吸收光譜、螢光光譜研究或肉眼證明該複合物能識別水的酸鹼性。該手性納米複合物非常穩定，水中的分散體系在存放時間超過6個月後仍然沒有明顯的聚集；非常有意思的是，該複合物在完全乾燥之後，還能非常容易地再溶於水中，這種特性非常適合感測器的套用。研究為基於手性化合物/納米管複合物在感測器和手性催化劑的研究作出了貢獻。 為了同時利用環糊精的分子識別功能及卟啉的光學性質，本項目合成了一種新型的卟啉與環糊精相連的化合物，研究了其在溶液中對1-萘酚的分子識別作用。利用卟啉環與單壁碳納米管的π-π作用製備了納米複合物，並對玻碳電極表面進行修飾，使用循環伏安法研究了修飾的玻碳電池對蘆丁的檢測作用。實驗表明，環糊精-卟啉/單壁碳納米管修飾電極對蘆丁的檢測更靈敏，峰電流與蘆丁濃度呈良好的線性關係，電極穩定性好，可在溶液中再生後重複使用。 有機太陽能電池具有質輕、適應性好等優點，是近幾年來國際研究熱點之一。光合作用是綠色植物通過葉綠素吸收光後，進行光化學反應為人類提供食物和能源等。卟啉的化學結構與葉綠素相似，因此以卟啉及其衍生物作為光活性材料套用於有機太陽電池具有廣闊的前景。我們通過乙炔撐將卟啉給體單元與與受體單元連線起來，合成了共軛的D-A型卟啉，共軛的D-A型卟啉對光的的吸收大大紅移，分子內電荷轉移大大增強，材料的電荷遷移率和太陽電池性能大大提高，豐富了有機小分子太陽電池的研究。 發表SCI收錄論文7篇，另有2篇論文已經被錄用。
