本文關鍵詞： 多聚對苯乙炔 糖修飾 食源性致病菌 大腸桿菌 熒光　出處：《中國農業(yè)科學院》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來,全球食源性疾病的發(fā)病率在逐步升高,已成為主要的社會公共安全問題。食源性致病菌如大腸桿菌(E. coli)的來源有許多,因此我們需要建立一種快速的檢測技術來確保食品的安全性,以避免食源性疾病。傳統(tǒng)的檢測方法存在許多缺陷,如檢測速度比較慢。因此,建立一種成本低,特異性強,靈敏度高的快速檢測方法是十分必要的。本論文介紹了糖修飾的多聚對苯乙炔的合成方法及功能。糖修飾的熒光多聚物是一種新興的快速檢測技術,由于其具有識別和信號傳導的獨特性質,在篩查和檢測細菌方面具有良好的應用前景。另外,因為在一條高分子單鏈上有很多的配體,使其可產生多重相互作用。盡管近幾年PPEs應用廣泛,但是還存在著應用對象范圍有限、合成成本高等一些缺陷,而其中中間體設計和生產上的簡單化和經濟可行性是PPEs成為有效生物傳感的主要限制因素。因此,可通過設計合成一種具有高效熒光且成本低廉的PPE多聚物來解決上述問題。本論文的主要目的即在PPE作為信號傳導單元的基礎上通過側鏈糖基修飾實現識別分子與目標分子的快速結合,從而達到快速檢測的目的。實驗進展可分為三部分：探針的合成,光物理特性的測定和性能評估。合成工作是從乙氨基甘露糖和氨基半乳糖開始的,這樣可引入胺基官能團而不影響羥基的功能。糖由于對細胞表面凝集素具有高結合力,可作為識別基團連接到多聚鏈上。N-Cbz-aminoethanol具有商業(yè)化、晶體狀且去保護可一步實現(如第二章所述)等優(yōu)點,因此被選擇作為最適糖基受體。此技術簡單,步驟少,經驗少的化學家也可以輕松掌握,且產物總收率很高。第三章詳細介紹了PPE和1,4-二甲氧基苯的合成。采用多步反應合成單體diethynyldimethoxybenzene和diidodipropanoic acid,期間產生大量的中間體。通過鈀催化劑的Sonogashira聚合反應將其相連并進一步用甘露糖修飾以減少非特異性相互作用的影響。通過紫外-可見光譜和熒光光譜來研究其熒光特性和對刀豆蛋白A(Con A,可與碳水化合物相連接的蛋白)的響應.利用熒光共聚焦顯微鏡研究細胞成像以及檢測靈敏性,實驗表明多聚物發(fā)出的綠色熒光可被甘露糖結合凝集素猝滅。我們合成的中間體化合物可由廉價易得的化工原料通過幾步反應而合成,并且這些中間體可以轉化成高效的識別基團。第四章詳細介紹了聚合物的光物理特性,這些特性是熒光基團性能和是否適用于生物傳感器領域的關鍵指標。該聚合物表現出綠色熒光,吸收波長為393nm,發(fā)射波長為466.5nm。雖然它的量子產率不是很高(10.8%),但具有較大的斯托克斯位移,使它成為理想的傳感器分子。通過研究糖修飾PPE的熒光猝滅過程,可知聚合物的熒光被淬滅是由于和Con A形成了基態(tài)復合物。Con A是一種能夠與糖(甘露糖)特異性結合的凝集素,在細胞信號傳導、細胞表面識別和病原體的對接過程中起著關鍵作用。在此研究中,我們選擇Con A,是由于它的毒性低并且可以用來檢測配體-蛋白質的相互作用。第五章詳細介紹了聚合物的檢測機制。腸道內大腸桿菌通過與聚合物的多價相互作用得到熒光細菌聚合物。隨后,其熒光強度在逐漸降低。為了確定最佳結合時間,需要測定一定時間間隔內聚合物細菌懸浮液的熒光強度。實驗表明,培養(yǎng)30分鐘之內該體系可達到結合的最佳水平,其對細菌親和力的檢測限達到103cfu/ml。該體系的一個主要優(yōu)點就是,它能夠在30分鐘內進行檢測,克服了傳統(tǒng)檢測方法檢測時間需要數天的缺陷。本文揭示了糖修飾PPE可成為良好的生物傳感分子。分子末端的羧酸基團還可進一步與其他目標分子相結合。同時也證明了甘露糖修飾的聚合物可以檢測FimH型大腸桿菌,這種菌能夠表達甘露糖專一凝集素。多聚物表面的糖基保留了其與甘露糖結合凝集素相結合的能力。
[Abstract]:In recent years, the global incidence of foodborne illness rises gradually, has become a social problem of public safety. The main foodborne pathogenic bacteria such as Escherichia coli (E. coli) there are many sources, so we need to establish a rapid detection technology to ensure food safety, to prevent foodborne illness. Traditional detection methods exist many defects, such as the detection speed is slow. Therefore, the establishment of a low cost, high specificity, rapid detection method with high sensitivity is necessary. This paper introduces the synthesis method of sugar modified poly phenylenevinylene and fluorescence function. Sugar modified polymer is a new technique for rapid detection because of its unique character, recognition and signal transduction, has good application prospect in screening and detection of bacteria. In addition, because there are a lot of ligands in a single polymer chain, so that it can produce Multiple interactions. Although in recent years, PPEs is widely used, but there exists the application object of limited scope, high cost of synthesis of some defects, which is simple and economic feasibility of the production of intermediates and PPEs design is become the main limiting factors. Because of this biosensor, through the design and synthesis of a high fluorescence and low cost PPE polymer to solve the above problems. The main purpose of this paper is on the basis of PPE as signal transmission unit through the side chain glycosylation with rapid recognition molecules and target molecules, so as to achieve the purpose of rapid detection. Experimental progress can be divided into three parts: probe synthesis, determination and performance evaluation of optical properties. The synthesis work began from ethylamino mannose and galactosamine, which introduced amine groups without affecting hydroxyl function. Because of the sugar Cell surface lectin with high adhesion, can be used as the recognition group connected to the poly chain.N-Cbz-aminoethanol has commercial, crystal shape and to protect a step (as described in chapter second) etc., therefore is chosen as the most suitable glycosylacceptors. This technique is simple, less steps, less experienced chemist it can be easily mastered, and the yield is very high. The third chapter introduces the synthesis of PPE and 1,4- two methoxy benzene. The reaction of monomer diethynyldimethoxybenzene and diidodipropanoic during acid, produce a large number of intermediates. Through palladium catalyst Sonogashira polymerization reaction will affect its connected and further modified to use mannose to reduce nonspecific interactions. By UV Vis and fluorescence spectroscopy to study the fluorescence characteristics of concanavalin A (Con and A, can be connected with carbohydrate protein). Response. Using fluorescence confocal microscopy imaging of cells and the sensitivity experiments showed that green fluorescent polymers can be a mannose binding lectin quenching. We synthesized intermediate compounds by cheap chemical raw materials through several step reaction synthesis, and these intermediates can be transformed into the recognition group efficiently. The fourth chapter the photophysical properties of the polymer, these characteristics are the key indicators of the fluorophore performance and is applicable to the field of biosensors. The polymers exhibited green fluorescence, absorption wavelength is 393nm, emission wavelength is 466.5nm. although the quantum yield is not very high (10.8%), but with a large Stokes shift, make it become a sensor the ideal molecular. The fluorescence quenching process of sugar modified PPE, the fluorescent polymer is quenched because of Con and A forms The ground state complex.Con A is a sugar (Gan Lutang) lectin binding specificity, signal transduction in cells, plays a key role in the docking process of cell surface and identification of pathogens. In this study, we choose Con A, due to its low toxicity and can be used to detect the protein ligand interaction the fifth chapter introduces the detection mechanism of the polymer. The intestinal Escherichia coli by multivalent interaction with polymer polymer fluorescent bacteria. Then, the fluorescence intensity gradually reduced. In order to determine the best combination of time required, the fluorescence within a certain time interval of polymer bacterial suspension. Experimental results show that the training for 30 minutes the system can achieve the best level combination, the bacterial affinity detection limit is one of the major advantages of the 103cfu/ml. system is that it can in 30 minutes. For detection, overcomes the traditional detection method of time need several days. This paper reveals the defects of sugar modified PPE can be good molecular biological sensing. Molecular terminal carboxylic acid groups can be combined further with other target molecules. It also proved that mannose modified polymer can detect FimH type of Escherichia coli, the expression of mannose binding lectin this fungus can. Carbohydrate polymer surface retains its ability and mannose binding lectin combination.

【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R155.5

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉林，劉智勇，余俊梅，，單書香;取代苯乙炔的簡便合成方法[J];化學試劑;1996年06期

2 閆云輝,章偉光,范軍,紀欣;無水三氯化鋁催化聚苯乙炔的制備及熒光性能研究[J];華南師范大學學報(自然科學版);2004年03期

3 陳義旺;李希祥;李櫻;賀曉慧;周魏華;王曉峰;;雙-(β-三氟酮萘胺)鎳(Ⅱ)/三乙基鋁體系催化苯乙炔聚合[J];南昌大學學報(理科版);2008年05期

4 祖立武;;聚(4-三甲基硅基)苯乙炔膜的氣體透過性[J];功能高分子學報;2009年03期

5 劉有成;伍宣池;崣濟裕;榞洪生;;以三氟化硼作催化劑的苯乙炔溶液聚合[J];科學通報;1964年01期

6 張自義 ,段志興,陳立民;苯硫酚對β-溴代苯乙炔的加成反應[J];蘭州大學學報;1980年02期

7 張曼維;張志成;;具穩(wěn)定自由基結構的高聚物——環(huán)化聚苯乙炔[J];化學通報;1982年10期

8 楊慕杰,趙健,沈之荃,石明孝,劉清,許小平,葉鴻偉;稀土絡合催化苯乙炔直接成膜聚合——Ⅱ.稀土聚苯乙炔膜的結構與性能[J];中國稀土學報;1987年03期

9 趙健,楊慕杰,袁永明,沈之荃;稀土絡合催化苯乙炔直接成膜聚合 Ⅲ.各種稀土環(huán)烷酸鹽絡合催化苯乙炔直接成膜聚合[J];中國稀土學報;1988年04期

10 趙健,楊慕杰,張文德,沈之荃;稀土絡合催化苯乙炔直接成膜聚合 Ⅴ.苯乙炔在釹、鐵混合絡合催化體系中的直接成膜聚合[J];高分子學報;1990年04期

相關會議論文 前10條

1 袁望章;孫景志;Mathias H釨uΒler;徐海鵬;鄭強;唐本忠;;帶芘聚苯乙炔的合成[A];2005年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2005年

2 董煥麗;王二靜;李洪祥;胡文平;;基于聚(2,5-己氧基對苯乙炔)化合物的有機場效應晶體管[A];中國化學會第26屆學術年會有機固體材料分會場論文集[C];2008年

3 張春紅;劉方彬;沈賢德;岡本佳男;;螺旋聚苯乙炔的合成與表征及其手性拆分性能研究[A];第四屆全國分子手性學術研討會暨2011綠色手性論壇論文摘要集[C];2011年

4 劉瑞源;張彤;瞿金清;;含脲基的螺旋聚苯乙炔的合成及其光學性能研究[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

5 賈宏葛;倫英慧;張明宇;李發(fā)家;程鴻博;;螺旋共軛聚苯乙炔氣體分離膜[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題F：功能高分子[C];2013年

6 黃宗浩;王榮順;蘇忠民;謝德民;仇永清;;聚對苯乙炔類高分子電光多功能材料的合成及性能研究[A];第二屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1995年

7 王建營;李銀奎;胡文祥;龍永福;;聚對苯乙炔衍生物的核磁共振表征[A];第十屆全國波譜學學術會議論文摘要集[C];1998年

8 張春紅;劉方彬;沈賢德;岡本佳男;;新型螺旋聚苯乙炔衍生物高效液相色譜手性固定相的制備與手性拆分性能研究[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

9 賈宏葛;;螺旋共軛聚苯乙炔氣體分離膜的研究[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

10 汪雨明;晏蓉;黃自軍;曾繁滌;;聚(2,5—二甲氧基對苯乙炔)前聚物的合成研究[A];第二屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1995年

相關博士學位論文 前2條

1 許安球;動態(tài)鍵聯構筑螺旋聚合物[D];上海大學;2016年

2 Madalitso Wilfred Tsakama;糖修飾熒光多聚對苯乙炔檢測致病菌的研究[D];中國農業(yè)科學院;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 吳志;取代鄰溴苯乙炔的合成及其在取代吲哚啉合成中的應用研究[D];浙江工業(yè)大學;2010年

2 王建軍;含硅聚苯乙炔的合成及其膜對混合氣體的分離性能研究[D];齊齊哈爾大學;2012年

3 李希祥;后過渡金屬和鑭系氯化物催化劑催化聚合苯乙炔研究[D];南昌大學;2008年

4 閆裔超;聚對苯乙炔衍生物聚合度與發(fā)光性能關系的研究[D];電子科技大學;2009年

5 黃小珠;對稱烷氧基取代聚對苯乙炔衍生物/碳納米管復合材料的制備及其光電性能[D];福建師范大學;2008年

6 王亞莉;含苯乙炔結構聚芳酰胺的合成與性能研究[D];天津科技大學;2014年

7 趙輝;功能化聚苯乙炔的合成及其與碳納米管的復合[D];浙江大學;2010年

8 任帆;低聚苯乙炔類化合物的合成及其分子導電性質的研究[D];華中師范大學;2012年

9 林婷;不對稱烷氧基取代聚對苯乙炔衍生物/納米半導體復合材料的制備及其光電性能[D];福建師范大學;2008年

10 倫英慧;含有各種氨基醇的螺旋聚苯乙炔的合成及其膜的氣體透過性能研究[D];齊齊哈爾大學;2013年

本文編號：1504075