卟啉/碳纳米管手性传感器

手性是现代分子生物科学中最基本的问题之一，对手性分子的传感在生物学、医学和药学等领域越来越重要。但由于手性传感的复杂性，手性传感研究的进展不尽人意，在超分子手性传感研究领域急需取得突破性成果。传感器含有活性传感元件和信号转换器。碳纳米管独特的性质使其非常适合作为信号转换器，但是基于碳纳米管的手性传感的研究报导却几乎没有。卟啉化合物具有特殊的电子结构，不仅适合做传感器，而且还容易被识别功能团甚至功能分子修饰，从而起到活性传感元件的作用。本项目将设计和合成带有手性识别功能团的金属卟啉配合物，并进一步对碳纳米管进行功能化，首次研制出基于碳纳米管的手性传感器；另一方面通过调节金属卟啉配合物与碳纳米管之间的相互作用的强弱，研究这种相互作用的强弱与手性传感器的选择性及灵敏度之间的关系。本项目不仅同时利用手性识别功能分子及碳纳米管两者的优点，而且使两者协同作用，研制灵敏度高、选择性好的手性传感器。

手性是现代分子生物学中最基本的问题之一，对手性分子的传感在生物学、医学和药学等领域越来越重要。但由于手性传感的复杂性，手性传感研究的进展不尽人意，在超分子手性传感研究领域急需取得突破性成果。传感器含有活性传感元件和信号转换器。功能化的卟啉是非常好的活性传感元件，碳纳米管独特的性质使其非常适合作为信号转换器，因此基于卟啉和碳纳米管的传感研究有很大的应用前景。.本项目合成了具有手性结构的联萘酚-吡啶（BINOL-Py）化合物，利用吡啶、希夫碱、酚羟基与铜离子形成配位，可使BINOL-Py的荧光强度增强约150倍，实现了对铜离子的专一性识别；我们进一步将卟啉与BINOL-Py相连，合成了卟啉-联萘酚-吡啶化合物，实现了对D-和L-酒石酸的手性识别，对应选择系数达到2.85。.合成了水溶性的手性卟啉化合物，该化合物能够将单壁碳纳米管有效地分散在水中。通过圆二色谱、吸收光谱、荧光光谱研究或肉眼证明该复合物能识别水的酸碱性。该手性纳米复合物非常稳定，水中的分散体系在存放时间超过6个月后仍然没有明显的聚集；非常有意思的是，该复合物在完全干燥之后，还能非常容易地再溶于水中，这种特性非常适合传感器的应用。研究为基于手性化合物/纳米管复合物在传感器和手性催化剂的研究作出了贡献。.为了同时利用环糊精的分子识别功能及卟啉的光学性质，本项目合成了一种新型的卟啉与环糊精相连的化合物，研究了其在溶液中对1-萘酚的分子识别作用。利用卟啉环与单壁碳纳米管的π-π作用制备了纳米复合物，并对玻碳电极表面进行修饰，使用循环伏安法研究了修饰的玻碳电池对芦丁的检测作用。实验表明，环糊精-卟啉/单壁碳纳米管修饰电极对芦丁的检测更灵敏，峰电流与芦丁浓度呈良好的线性关系，电极稳定性好，可在溶液中再生后重复使用。.有机太阳能电池具有质轻、适应性好等优点，是近几年来国际研究热点之一。光合作用是绿色植物通过叶绿素吸收光后，进行光化学反应为人类提供食物和能源等。卟啉的化学结构与叶绿素相似，因此以卟啉及其衍生物作为光活性材料应用于有机太阳电池具有广阔的前景。我们通过乙炔撑将卟啉给体单元与与受体单元连接起来，合成了共轭的D-A型卟啉，共轭的D-A型卟啉对光的的吸收大大红移，分子内电荷转移大大增强，材料的电荷迁移率和太阳电池性能大大提高，丰富了有机小分子太阳电池的研究。.发表SCI收录论文7篇，另有2篇论文已经被录用。