基于双硫桥受体的光驱动变构传感体系的研究

本项目藉由仿生原理设计，发展一种全新的变构分子识别模式，建立其应用于光学传感之信号操控的基本方式。设计、合成基于双硫桥结构的功能受体分子，利用双硫键的光致翻转特性，建立具有非线性动态响应的光驱动变构分子传感模型：以同源变构传感研究为主，采用多重显色、比率荧光、圆二色差向分辨和催化信号放大等多种信号响应模式，实现毒性金属离子、生理活性阴离子以及手性小分子等不同目标物种的高分辨性识别与检测；在此基础上，进一步构建具有复合变构效应的光学传感体系。本项目巧妙地将生物智能的物质基元融入化学传感分子的设计，从而实现化学传感对生物智能的功能模拟，不仅为化学传感带来具有仿生意义的性能革新，亦是对生物智能之化学基础的有益探索。

变构作用作为一种蛋白功能精妙调控的重要策略广泛存在于各种生命过程中。本项目藉由光敏性因子的引入，发展了一种具有变构效应的新分子识别机制，从而实现化学传感对生物智能的功能模拟。在项目的主体部分，我们以双硫键作为双中心受体的变构“枢纽”，利用其光致翻转特性，建立了一系列具有光驱动动态响应的新型显色和/或荧光分子传感体系。除了双硫键外，我们还分别以具有光致异构活性的对苯二丙烯酰基（顺反异构）和钌菲啰啉（差向异构）为变构“枢纽”，并把受体的等价识别中心由两个增加到多个，利用变构导致的协同效应，建立了具有非线性信号放大功能的荧光传感体系。所建立的光学变构受体的传感对象涉及阴离子（3例）、金属离子（2例）、金属有机化合物和自由基等；由于变构效应的引入，这些传感体系均呈现出高选择性、非线性的响应信号。本项目发展了一种响应机制与传统光学分子传感体系完全不同的新型光学传感模式，通过在受体中“植入”光敏性连接臂，为化学传感带来具有仿生意义的性能革新。