分子识别1.ppt

1、分子识别molecular recognition,湖南师范大学化学化工学院 李志强,分子识别可以理解为底物与给定受体选择性地结合，并可能具有专一性功能，识别的过程往往引起体系的电学性质、光学性质及构象的改变，甚至发生化学变化，这些变化意味着化学信息的表达、存储、传递及处理。互补性(complementarity)和预组织(preorganization)是决定分子识别过程的两个关键原则。前者通过空间结构（构象、构型）与电学特征（静电作用、氢键、堆积作用等）互补，决定着识别过程的选择性；后者决定着识别的键合能力，它要求主体分子容纳客体的环境尽可能组织得完美。一般来说，环境组织得越好，则它对客体

2、的识别效果越佳。,第一章 分子识别原理及应用,随着生命科学、材料科学及信息科学等领域的高速发展，分子识别(molecular recognition)成为成为现代科学技术中最富有挑战性的一个热门课题。,Molecular recognition 目的：选择性从样品混合物中识别某一分析对象 原理： 1、载体与分析对象间选择性相互作用 2、作用后能产生可检测的信号 3、将信号的变化值与样品中分析对象的量建立函数关系 4、获取有用的分析结果（如结构或构象，对映体的分离，分析物质的量等）,1、载体与分析对象间选择性相互作用,一、化学键合作用 1、共价键的形成 2、配体交换,1、中心原子的路易斯酸性调节

3、 2、平衡常数的要求 3、配体的主要类型,R=C6H4、C2H4 M=Co(II) I-SCN-NO2-ClO4-Br-NO3-Cl-SO42-,华素片及加碘食盐中碘含量的测定 Ruo Ruan, Anal. Chem., 1993, 63, 25722575,二、分子间作用力和氢键 1、分子间作用力的特点是选择性差 2、氢键 3、协同作用,H2PO4-的识别 X=O、S 解宏智，中国科学B辑，2000，30(4): 328333,载体与分析对象间选择性相互作用,三、包合作用和空腔匹配作用 1、冠醚,K+的识别 Pederson C. J., Angew. Chem. Int. ed, 197

4、2, 11, 16,2、穴醚 3、CD,CD:6、7、8、913个葡萄糖单元组成的环状低聚糖 、 -CD,杯芳烃是一类通过酚醛缩合反应所生成的大环化合物，它具有空腔可调节、构象易变、易于修饰等优点，可以借助于氢键、静电作用、分子间作用力、堆积等非共价键合作用来识别客体分子，被誉为“第三代超分子”。,4、Calix,Calix4arene n=4、6、8,2、可检测的信号,2、可检测的信号,其他可检测信号 1、晶体的频移：质量传感技术 2、振动频率的位移：核磁共振技术 3、声波的位移：声传感技术 4、传感器阵列,分子识别研究思路与方法,一、载体物质的选择与设计 如阴离子识别从载体特性和检测手段特点进行设计 二、检测手段的确定 三、传感器振荡电路的设计 四、数据处理程序 五、条件优化 六、提高灵敏度与稳定性,一些国家基金情况,南京大学配位化学研究所唐雯霞教授主持的国家自然科学基金重点项目“含金属生物大分子体系的识别、构型及电子传递反应”2002年3月18日通过验收2002/100.00 清华大学刘铮“电场中生物分子识别机制研究”1999/12.00 宁夏大学刘万毅“二茂铁为核的树状化合物分子识别及其金属配合物功能研