范文健康探索娱乐情感热点
投稿投诉
热点动态
科技财经
情感日志
励志美文
娱乐时尚
游戏搞笑
探索旅游
历史星座
健康养生
美丽育儿
范文作文
教案论文

诺奖得主新发现葡萄糖的水中荧光保护庙

  碳水化合物往往结构复杂且具有强亲水性,而开发具有高选择性可识别水中这类物质的超分子化合物具有很大的挑战性。该文章描述了一类基于芘单元构建的的庙宇状受体,可用于识别水中一系列糖类化合物。两个的芘单元被视作为庙宇的屋顶和地板,可以与葡萄糖上C-H键形成多个[CH··π]的相互作用。此外,房顶和地板上共有8个突出的极化吡啶C-H键可以与疏水空腔内部的糖上一定方向的OH基团形成[C-H…O]氢键。四根对二甲苯支柱对于支撑起屋顶和地板有着至关重要的作用。这类分子对于糖类化合物有着高选择性,且在水中结合糖类化合物后会有强荧光作用,可作为水中葡萄糖传感器。
  图1:两种类型的庙宇受体
  在这些可识别水中葡萄糖受体中,最成功的的策略之一是英国布里斯托大学的戴维斯开发的庙宇分子(图1a)。该分子中两个平行的芳香族面板被视为屋顶和地板,与葡萄糖上的垂直氢原子形成[CH··π]相互作用。此外,具有酰胺或尿素功能的多极柱与OH基团形成[NH···O]氢键。这种特殊分子受体在水中与葡萄糖的结合亲和力约为104 M1。尽管这类受体具有显著的结合亲和力和底物选择性,但对糖没有荧光反应。在这里,作者报道了PCage-18+和PCage-28+两个芘基分子笼(图1b)。芘作为庙宇的屋顶和地板,提供了平坦且富含电子的表面区域。此外, PCage-18+对水中葡萄糖的结合亲和力为213 M1,在紫外光照射下会发出明亮的绿色,在水中也具有高荧光性,与葡萄糖结合时还会发生荧光增强的现象。
  图2:PCage·8Cl的合成
  从众所周知的化合物1,3,6,8-四(吡啶-4-基)芘(TPP)开始,作者分两步合成了异构体PCage-1·8Cl和PCage-2·8Cl(图2)。关键中间体TB·4PF6是由TPP在室温下使用过量的1,4-双(溴甲基)苯烷基化后获得(反应缓慢,大约需要21天)。此后,在120°C下与密封压力容器中,以四丁基碘化铵(TBAI)为催化剂,芘为模板,热力学控制下进行成笼反应。催化剂TBAI使得SN2反应可逆,并阻止形成低聚物,从而推动热力学稳定产物的生成,即芘络合成笼。粗产物过C18柱分离出两个结构异构的笼状化合物——上下交错的PCage-18+和上下对应的PCage-28+。去除有机溶剂后,通过添加NH4PF6从水中沉淀出含有笼状物的部分。在MeCN中与TBACl进行离子交换后,PCage-1·8Cl和PCage-2·8Cl的分离产率分别为4%和8%。
  图3:PCage-18+的光物理分析
  作者在核磁表征以及分子动力学模拟分子笼结构后,探讨了其光物理性质。PCage18+和PCage28+中存在芘,意味着它们可作为光学活性受体。例如,室光下的PCage18+水溶液为黄色,且三个吸收峰位于304、350和454 nm处(图3a),而在365 nm紫外光激发下,PCage18+水溶液发出明亮的绿色荧光,发射带从453 nm延伸至685 nm,发射峰出现在499nm处,斯托克斯位移为45nm。此外,PCage18+的吸收光谱和激发光谱相同,表明其可作为单个分子存在,不会因电荷排斥而在水中聚集(图3b)。
  为了评估PCage18+对H2O中葡萄糖的荧光响应,作者还进行了荧光滴定实验。数据显示添加葡萄糖后,荧光强度增强(图3c),分子的结合使得主客体之间的氢键形成并使得受体结构僵化从而导致荧光增强。作者采用1:1受体-底物结合模型对滴定等温线进行非线性拟合,得到图3d。其中PCage-18+与葡萄糖之间的关联常数为286 M1。在生理浓度下,PCage18+和PCage28+对葡萄糖均表现出良好的荧光响应。
  图4:PCage - 18+与葡萄糖结合的1H NMR滴定分析
  作者还通过1H NMR滴定研究了H2O中PCage-18+和PCage-28+与葡萄糖的结合 (图4a)。D质子的共振随着葡萄糖的加入而移动,而围绕PCage-18+结合腔的A、B和C质子的共振则向下移动,这表明正是这些质子参与了 [C H··O]氢键的形成。外围的E和F质子化学位移上没有明显变化,因为对应质子远离结合袋。值得注意的是,在与葡萄糖结合时,吡啶质子D和E不是一组是两组,这表明与不对称葡萄糖分子的结合使分子笼受体脱对称。通过跟踪B质子的化学位移变化,可以拟合出使用1:1受体-底物结合模型结合等温线(图4b),得到的结合常数为218 M1,与荧光滴定得到的286 M1很一致。图4c拟合结果显示,PCage18+浓度为100 μΜ与葡萄糖浓度大于30 mM时,超过85%的受体参与结合。与PCage18+相比, PCage-28+在1H NMR谱中表现出类似的共振位移。PCage28+与葡萄糖的结合亲和力为128 M1。
  表1: 1H NMR滴定法测定PCage-1·8Cl和PCage-2·8Cl与D2O中碳水化合物1:1络合物的缔合常数Ka
  图5:研究中使用的碳水化合物结构
  此外,作者还研究了PCage-18+和PCage-28+在水溶液中与其他碳水化合物(表1)的结合(图5)。PCage18+与PCage28+的Ka值相比,葡萄糖、甲基-β-吡喃葡萄糖苷和纤维二糖的结合常数略高。当与N-乙酰-葡萄糖胺、甲基N-乙酰-β-葡萄糖胺以及其他碳水化合物(如半乳糖、甲基α-甘露聚糖苷和蔗糖)结合时,该受体表现出较好的性能。这些结果表明,分子笼可以通过调节结合腔中的微小结构来结合糖类化合物。
  总之,作者已经证明了极化C-H键在两种庙宇受体PCage-18+和PCage-28+的分子结构中重要的用途。两步合成获得的受体在水中对葡萄糖表现出良好的结合亲和力和选择性。此外,受体在水溶液中具有明亮的荧光,在生理浓度为1至10 mM时,与葡萄糖结合时,表现出中等程度的荧光增强。从根本上说,作者的研究不仅证明了受体分子中的CH键可以有效识别水中的葡萄糖,也提供了一类与葡萄糖结合时发生荧光反应的新分子支架。结果表明,基于吡啶基极化C H键可以表现出类似于氢键供体的性能,并可用于受体的设计和合成,以解决水中其他物质的分子识别问题。
  PCage: Fluorescent Molecular Temples for Binding Sugars in Water
  Wenqi Liu, Yu Tan,* Leighton O. Jones, Bo Song, Qing-Hui Guo, Long Zhang, Yunyan Qiu,Yuanning Feng, Xiao-Yang Chen, George C. Schatz, and J. Fraser Stoddart*
  DOI:10.1021/jacs.1c06333
  J. Am. Chem. Soc.    2021 ,   143  , 1568815700

广州的太极广州人民公园走笔赵南成人民公园位于广州市传统中轴线上,面积6。3万平方米,是广州市内第一个采用西式设计风格的现代化市民公园,也是众多市民集会和大型活动的举行地,是广州地区具有代表性的公园。多年来,我晚饭OPPOWatch3Pro守护心脏健康!心电分析提示软件获权威认证9月29日是第23个世界心脏日,心脏可以说是身体的劳模,一辈子工作不停,但多数人对它的关怀非常不够。当然作为普通人在没有突发情况时,也不懂如何护心。不过好在科技厂商们都有推出带心率男人在冬季怎么吃才能健康还养生?嗨,大家好,我是酣卫君。冬天的脚步已经逐渐来临,让我们感到一丝寒冷。在冬季,应该调节好饮食,才会更加健康。东西是不能乱吃的,应该有规律有营养。男人在冬季应该怎么吃才能健康还养生呢?万亿大健康产业,面临全面整肃风暴,致富蛋糕该如何分?大健康行业未来蓝海有多大?就连马云都说下一个能超越他的人,一定会出现在健康产业!近年来,我国保健品行业的增长速度虽远超过其他国家,发展可谓是十分迅速。但另一方面,保健品行业鱼龙混杂氢燃料电池汽车产业发展观察新华社北京9月29日电题氢燃料电池汽车产业发展观察新华社新华视点记者黄兴陆浩王默玲中国汽车工业协会发布的数据显示,今年1至8月,我国燃料电池汽车产销均完成2000辆,同比分别增长2从生而全球到全球认可,领克如何实现全球化布局?愉观车市领克一小步,中国品牌一大步!对于领克来说,这是在品牌发展史上迈出的具有实际意义的一小步,但对整个中国汽车品牌的海外战略来说却是一次重大的突破。中国高端汽车品牌由此成为世界汽舞台上被首套房贷利率下限再调整,23城或入围,有何影响?释放怎样信号人民银行银保监会9月29日晚间发布关于阶段性调整差别化住房信贷政策的通知(以下简称通知),决定阶段性调整差别化住房信贷政策。符合条件的城市政府,可自主决定在2022年底前阶段性维持世界已大乱,市场做好应战准备隔夜,现货黄金大幅上涨30美元,日内最高触及1662。62美元,最低触及1614。59美元,最终收报于1659。77美元。今日亚市早盘,黄金小幅下跌,目前在1644美元附近徘徊。黄新车内外升级功率提升,元PLUS强敌!新款广汽埃安AIONYPlus上市文懂车帝原创周桐懂车帝原创产品9月27日,广汽埃安新款AIONYPlus正式上市,新车共推出6款车型,官方指导价格为13。9817。98万元。作为一次小改款,新车针对外观内饰方面都Burberry开裆裤让网友直呼辣眼睛!对不起,看不懂时尚了谢天谢地,终于走了前两天,Burberry正式宣布任命DanielLee取代RiccardoTisci成为新一代创意总监,10月3日立即入职。消息一出,网友拍烂手掌。人家离职,你那翻着翻着学会知识?这套科普童书,精彩的不仅仅是翻页和机关我儿子是个科普直男。前几天,他上外教课,跟英文老师聊起了自己用磁力片搭建的原子。他不知道如何用英文表述,急出了一身汗。突然,儿子好像如有神助,拿了他很喜欢的一套DK翻翻玩百科中的炫
腾讯亏损了1000亿,马化腾要多久才能赚回来?从6月末股价下跌,到7月17日收盘价285港元,腾讯收复失地只用了约两周时间。随后腾讯股价一路上涨,直至突破310港元,当前腾讯的市值约在2。95万港元左右。腾讯控股自2016年年我是个初二学生,想考一中,现在该怎么努力?改变是靠意愿,不是靠方法,一个不想改变的人,你给他再多的方法,他都不会改变。同意吗?一个一定要改变的人,他迟早会找到方法,任何人都可以立刻改变他所有的习惯,只要他的意愿达到100。陈梦能否拿下休斯敦世乒赛单打冠军,完成大满贯吗?陈梦分在上半区,明天凌晨一点,不管抽签结果怎样?陈梦要么碰伊藤,要么碰王曼昱。如果再碰到陈幸同,和孙颖莎决赛争冠军的概率就不大了。所以,陈梦不可能拿下休斯顿世乒赛女单冠军。首先指出美国是否愿意放弃世界储备货币,以解决其贸易逆差?世界储备货币不是由美国决定的,而是由世界各国决定的。世界各国用美元做储备货币,美元就是储备货币,如果有一天世界各国不用美元做储备货币,美国从实质上也没有办法。虽然现在的美元不像以前如何评价联合国粮食计划署执行干事表示马斯克2的财富可以解决世界饥饿问题?谢邀。想象与实际会统一吗?否则等于天方夜谭,画饼充饥。谢谢邀请。解决世界饥饿问题主要是粮食,马斯克好象不是种粮食的,财富再多,给全世界人民发钱再多,如果没有粮食,只会造成粮价通涨,2026世界杯亚洲8名额,国足能不能进军决赛?个人认为有的难,除非后面几都得3分才有可能。就算给10个名额也是非常困难的,真心话,就国足这帮人一点拼劲儿都不如洛国富一个人的斗志,毫无章法可言。没想到我在有生之年居然有机会看到国喉咙有异物感,吞口水下去后还有异物感是什么情况?友好。你反映的问题属于标准的慢性咽炎。既不是肿瘤,也不是食管炎,更不是食道癌,放心好了。这个定义是有佐证的。你既不返胃,呕吐,也无疼痛感觉,东西照吃,精神蛮好,大小便又正常,这就说想给女儿去苏州买房,选哪个片区比较好呢?来苏州卖房的话,可以按如下顺序来选1)首选园区。园区在苏州是神一般的存在,楼市行情也是比较独立于苏州其它区县的,其房价最贵,上涨速度最快。中小学基础教育在苏州也基本都是最强的。不过社保局对退休人员进行资格确认合法吗?你有何看法?社保局对退休人员审核资格确认,或者说是生存确认,防止其家属冒领养老金,做法合理,循规蹈矩。事态关键是每隔多长时间审核一次,对卧病在床的老人,如何审核,成了焦点。比如,2020年,1守夜都不是至亲的人,他们守夜喝酒打牌就行,为什么要他们守夜?守夜都不是至亲的人,他们守夜喝酒打牌都行,为什么要他们守夜?办白事都是按本地乡俗来办的,一场白事办完,真的是十分累人哪。白事是怎么开始的呢?有老人过世了,第一件事情是去找阴阳先生。桑葚干怎样吃好?1桑葚干怎么吃最好桑葚干颜色紫黑,味道酸甜可口,其中含有丰富的葡萄糖果糖胡萝卜素维生素苹果酸花青素以及钙铜磷铁硒等多种营养成分,既可以食用又可以作为药用,具有补血滋阴,生津止渴的功