配位組裝制備一維及一維衍生的金屬-生物分子框架材料.pdf

1、金屬-生物分子框架（metal-biomolecule frameworks，MBioFs）材料是以生物分子為配體的金屬-有機(jī)框架（metal-organic frameworks,MOFs）材料。作為配體，生物分子具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、廉價(jià)易得、生物相容性好、配位模式豐富、自組裝能力強(qiáng)及具有手性特征等優(yōu)點(diǎn)，使得MBioFs材料在藥物傳遞、分子識(shí)別、手性分離和不對(duì)稱催化等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。
　　本研究受生物體內(nèi)金屬有機(jī)配位作用的啟發(fā)，

2、以生物分子為配體，利用溶液中自組裝方法制備了一系列一維及一維衍生的MBioFs材料；研究了生物分子結(jié)構(gòu)（如碳鏈長(zhǎng)度和手性）對(duì)組裝過程的影響；探討了動(dòng)力學(xué)因素對(duì)組裝過程的影響，并基于此調(diào)控了MBioFs的形貌；考察了MBioFs對(duì)染料和蛋白質(zhì)的選擇性吸附性能。主要研究?jī)?nèi)容如下。
　?。?）以雙羧基α-氨基酸和銅離子為配體，制備了一維納米纖維狀MBioFs材料。研究了氨基酸碳鏈長(zhǎng)度和手性對(duì)MBioFs組裝過程和形貌的影響。結(jié)果表明，配

3、位聚合物鏈間立體選擇性氫鍵的形成是納米纖維組裝生長(zhǎng)的關(guān)鍵。當(dāng)以手性天門冬氨酸，手性2-氨基己二酸和外消旋的谷氨酸作配體時(shí)，配位聚合物鏈間可形成氫鍵，進(jìn)而組裝成納米纖維結(jié)構(gòu)。配位聚合物鏈中氨基酸分子間的化學(xué)匹配和結(jié)構(gòu)互補(bǔ)效應(yīng)共同決定了納米纖維狀MBioFs的生成。
　?。?）受雙羧基α-基氨基酸的啟發(fā)，以α，ω-二元酸和銅離子為配體制備了不同形貌的MBioFs材料。結(jié)果表明，琥珀酸與銅離子螯合形成一維納米纖維結(jié)構(gòu)；草酸與銅離子螯合形

4、成多孔微球結(jié)構(gòu)；戊二酸、己二酸與銅離子螯合生成不規(guī)則形狀沉淀。與雙羧基α-氨基酸相較可知，當(dāng)缺失氨基基團(tuán)時(shí)，配位聚合物鏈間的作用力發(fā)生了改變并影響了生成MBioFs的形貌。
　　（3）考察了動(dòng)力學(xué)因素對(duì)琥珀酸-銅組裝過程和MBioFs形貌的影響。結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)物濃度較低時(shí)，組裝過程屬于反應(yīng)控制過程，生成的是單分散的納米纖維狀MBioFs；當(dāng)反應(yīng)物濃度較高時(shí)，組裝過程屬于擴(kuò)散控制過程，生成的是對(duì)稱微米簇型MBioFs。特別地，當(dāng)反