壳聚糖6-OH定位、高效固载环糊精衍生物的制备及在生物传感器检测中的应用模式探索-以H2O2检测为例

本研究拟通过对壳聚糖6-OH的定位亲核取代反应和点击化学反应，以及甲壳素6-OH定位固载环糊精后脱除乙酰基等创新性的反应路线，制备壳聚糖6-OH定位、高效固载环糊精衍生物，并对各条反应路线进行比较与优化，为壳聚糖6-OH定位、高效固载大环化合物衍生物的制备探索创新性的科学方法。在上述制备研究基础上，以食品添加剂中H2O2的快速检测这一具有重要公益价值的研究为例，利用固载的环糊精的疏水性空腔包结电子媒介体或荧光探针，利用壳聚糖2-NH2固定酶，对壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物在电化学生物传感器及荧光生物传感器中的应用模式进行探索，为这类衍生物的创新性应用探索科学思路。

在本项目的研究中，探索了壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物的创新性制备方法及其在H2O2检测的生物传感器中的应用，取得了具有重要科学参考价值的结果和具有重要应用价值的研究产物。项目的研究主要工作价值体现在： . ① 设计了亲核取代反应，点击化学合成，甲壳素6-OH定位固载后脱乙酰基等反应路线，制备得到了具有高的环糊精定位固载效率的壳聚糖衍生物，上述对以环糊精为代表的大环化合物在壳聚糖6-OH定位固载的实验路线为首次提出。在对各条反应路线进行优化和比较后，研究发现以邻苯二甲酸酐保护壳聚糖2-NH2后通过亲核取代或点击化学反应在壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物，再进一步以水合肼脱除壳聚糖2-NH2的保护的制备路线制备的壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物，可达到263.37μmol•g-1的高固载量，且固载产物在2%的稀醋酸水溶液，乙二胺的乙醇溶液，DMSO及DMF中均可溶解，为其进一步应用奠定了良好基础。. 本课题提出采用上述几种创新性的反应路线，实现了壳聚糖6-OH对环糊精的定位、高效固载，既为壳聚糖6-OH对具有优异超分子作用的冠醚、杯芳烃等大环化合物的定位高效固载探索了科学方法，也为充分发挥环糊精的疏水性空腔的超分子包结作用与壳聚糖2-NH2生理、化学活性，构筑新的超分子结构，开拓新的应用领域奠定了基础，具有重要的科学价值。. ② 食品安全万众瞩目，对以H2O2为代表的食品添加剂新检测模式的构建具有强的公益特色。选择基于过氧化氢酶构筑电化学生物传感器或荧光生物传感器进行H2O2检测的应用研究已具有一定的基础，但在传感器构筑中又存在一定的缺陷。. 通过本研究的探索，构建了利用壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物中的疏水性环糊精空腔包络电子媒介体、荧光探针，利用壳聚糖吡喃环上的2-NH2固定酶，两种作用相互不产生干扰，能充分发挥各自基团的突出功能，同时又能功能补充，以此构筑适于电化学生物传感器及荧光生物传感器敏感膜的应用模式。且通过上述电化学生物传感器及荧光生物传感器对H2O2的含量检测的检测限，灵敏度等均较优。这对于壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物的应用研究具有重要的创新意义，而且对于大环化合物在壳聚糖分子链上的定位固载产物的应用研究具有重要的参考价值。