螺旋聚合物的研究进展(综述)

对螺旋聚合物的种类、合成方法、表征手段等方面进行了概述,并对螺旋聚合物的发展历程和发展前景进行了综述。

分子量对N-炔丙基酰胺螺旋聚合物光学活性的影响

以铑金属络合物为催化剂，手性N-炔丙基酰胺单体均聚反应，采用逐步沉淀法将得到的聚合物分级，用GPC法确定各级聚合物的分子量及其分布，并用圆二色（CD）和紫外-可见吸收（uV-Vis）光谱技术及旋光仪对各级聚合物的二级结构及光学活性进行表征。结果表明，分子量对螺旋聚合物的光学活性有重要影响，当分子量较低时（平均聚合度DP为5），聚合物不能形成稳定的螺旋结构；在DP为11—85的范围内，聚合物CD信号的强度和比旋光度随着聚合度的增加而显著提高；但当聚合度进一步增大时（DP为105～166），CD信号的强度和比旋光度变化不再明显。

苯乙炔衍生物OEDHPA的合成及其螺旋聚合反应条件研究

设计并合成了含有多个取代基的苯乙炔衍生物(OEDHPA)单体,并在不同的催化体系中,对单体的螺旋聚合反应条件进行的研究,结果显示含有多个取代基的苯乙炔衍生物单体OEDHPA在以铑络合物[Rh(nbd)Cl]2为催化剂,手性胺(R)-PEA或(S)-PEA为共催化剂的手性催化体系中进行了螺旋聚合,并通过1H NMR、IR及元素分析确定了单体的结构,利用圆二色谱-紫外光谱(CD-UV)确认了生成聚合物的螺旋结构。最后在不同的溶剂中,对聚合而成的螺旋高分子的溶解性进行了考察。

溶剂对苯乙炔衍生物EPHG的螺旋聚合的影响

本文合成了4-[(3,5-二异丁基-4-羟基苯)(3,5-二异丁基-4-苯醌基)甲基]苯乙炔单体(EPHG),由铑络合物和手性胺催化体系引发聚合,利用CD-UV谱图确认生成的聚合物是螺旋结构.讨论了聚合机理,调查了溶剂对聚合的影响,结果表明:在四氢呋喃溶液中,铑络合物[Rh(cod)Cl]2和(R)-苯乙基胺催化体系引发EPHG聚合成同一手性的螺旋聚合物,并且有较高的收率。

含π-共轭平面取代基的苯乙炔螺旋聚合物的制备

设计并成功合成了一种含π-共轭平面取代基的苯乙炔单体,并通过核磁共振确定了单体的化学结构。以铑催化剂([Rh(nbd)Cl]2)为主催化剂,手性胺苯乙基胺((R)-PEA)为共催化剂的条件下对单体进行螺旋选择性聚合,成功制备了苯乙炔聚合物。通过凝胶渗透色谱测定了聚合物的分子量和分子量分布,并通过圆二色光谱图确定了聚合物具有单手性螺旋结构。

产呕吐毒素蜡样芽孢杆菌聚合酶交联螺旋反应快速检测方法的建立

为建立一种快速检测产呕吐毒素蜡样芽孢杆菌(emetic Bacillus cereus)的新型、敏感且可视化的聚合酶交联螺旋反应(PCLSR)方法,本实验根据该菌结构性合成酶基因cesB设计特异性引物,通过对反应体系和反应条件的优化,初步建立了检测emetic B.cereus的PCLSR方法。结果显示,PCLSR方法在64℃反应50 min、dNTP浓度为0.3 mol/L、Bst聚合酶浓度为8 U/管时获得最佳扩增效果。以5株emetic B.cereus和12株临床常见菌的DNA作为模板,经本研究建立的该PCLSR方法检测,结果显示,PCLSR法能有效检测5株emetic B.cereus,而对其他相关细菌的检测结果均为阴性,表明该方法特异性较强。将emetic B.cereus 10倍倍比稀释(1×10^(7)cfu/mL~1×10^(0)cfu/mL)后采用该PCLSR法、LAMP法和荧光定量PCR(qPCR)方法检测,结果显示,PCLSR法和qPCR方法的检测限均达1×10^(2)cfu/mL,LAMP法的检测限为1×10^(3)cfu/mL,表明本研究建立的PCLSR法的敏感性较高。采用“国标”中的细菌培养法、PCLSR法、qPCR法及环介导等温扩增(LAMP)法同时检测50份人工污染emetic B.cereus的饲料及灭菌牛奶样品,结果显示,PCLSR法与qPCR法检测emetic B.cereus的阳性率为30%(15/50),阴性率为70%(35/50),二者的符合率均达100%;细菌培养法和LAMP法检测emetic B.cereus的阳性率为24%(12/50),阴性率为76%(38/50),二者与PCLSR法的总符合率均为80%。综上所述,本研究建立的PCLSR法具有较强的特异性、较高的敏感性,且不需要复杂设备和昂贵试剂即可在短时间内完成对emetic B.cereus的检测,该方法的建立为基层部门对emetic B.cereus的检测及该菌的流行病学调查提供了新的技术手段。

手性螺旋聚合物的合成和结构控制

随着近些年研究的投入,越来越多的手性螺旋聚合物被合成出来并应用于手性分离和光电材料等领域,螺旋聚合物根据螺旋翻转壁垒的大小可以分为静态螺旋聚合物和动态螺旋聚合物.主要聚焦于手性聚异氰酸酯、手性聚异腈和手性聚乙炔三类手性螺旋聚合物的合成和结构控制,介绍手性单体聚合、螺旋选择性聚合、手性诱导和手性放大等几种手性螺旋聚合物的合成方法,同时也介绍了构象调控、聚合诱导自组装等光学活性螺旋聚合物的合成方法.

含苯丙氨酸甲酯侧链螺旋聚苯异腈的合成与性能研究

目的设计合成一个含有苯丙氨酸甲酯侧链的螺旋聚苯异腈,为螺旋结构在药物递送系统提供一个新材料。方法以苯丙氨酸为起始原料,甲酯后与对甲酰氨基苯甲酸缩合,再脱水得到含有L/D-苯丙氨酸甲酯侧链的苯异腈单体,通过1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍[Ni(dppp)Cl 2]催化聚合反应获得一对具有螺旋性的聚苯异腈化合物Poly-L/D-PhePI。结果单体和聚合物结构经NMR、IR表征确定,GPC测定其分子量为M n=8.9kDa,M w/M n=2.41;聚合物的比旋光度是单体的10倍以上,聚合物的Poly-L/D-PhePI的CD呈现良好的Cotton效应与对称性。结论成功合成含有丙氨酸甲酯侧链的螺旋聚苯异腈,为新型给药系统方面提供物质基础。

浅谈螺旋聚合物

螺旋聚合物广泛存在于自然界中,天然大分子如DNA、蛋白质和胶原等都呈现出神奇的螺旋结构,这些规整的二级结构对于生命体维持正常的生命活动至关重要。螺旋结构存在手性特征并具有旋光性,奇特的结构赋予了螺旋聚合物独特的性质和功能,使得螺旋聚合物在手性识别、不对称催化、手性响应和数据存储等领域显示了广阔的应用前景。本文简要介绍了螺旋聚合物研究概况,综述了动态和静态螺旋聚合物的研究进展,以及螺旋聚合物的功能和应用。

多肽基超分子螺旋聚合物

超分子螺旋聚合物结合了超分子聚合物制备方法简便、结构及性能可调控等优势,相比于人工合成的共价型螺旋聚合物更接近自然界螺旋生物大分子,因而在手性探针、不对称催化以及手性识别和分离等领域具有广泛的应用前景。结合多肽的手性优势、丰富的二次有序构象及其出色的自组装行为,以多肽作为结构基元经超分子组装制备具有螺旋构象的聚合物,不仅丰富了手性/螺旋聚合物的制备途径,同时为多肽材料的功能化应用提供新的广阔前景。本文综述了多肽基元之间经超分子作用诱导形成的超分子螺旋聚合物,总结了双亲性多肽以及多肽拓扑结构对超分子组装过程的影响及其对形成螺旋结构的控制,重点归纳了由多肽构筑的光、温度、p H、金属离子和酶等不同类型智能响应性的超分子螺旋聚合物。

自由基螺旋聚合的研究进展

螺旋聚合物是一类在不对称领域具有特殊用途的高分子,可用于对映体分离、不对称催化和不对称光学等领域。其合成方法的研究一直是合成高分子科学的研究热点。自由基螺旋聚合以其大量优点备受人们重视,但受自由基聚合的自身缺陷影响,在螺旋聚合物合成上成功的例子较少。本文对自由基螺旋聚合的自身缺陷进行探讨,对各种方法进行综述,介绍了手性单体聚合、手性引发剂聚合、手性链转移聚合、手性模板控制聚合和手性溶剂聚合等各种自由基螺旋聚合方法,并对其前景进行了展望。

膦手性丙炔胺脯氨酸磷酸酯螺旋聚合物的合成与表征

通过添加对映体拆分剂,合成了4种含膦手性的丙炔胺磷酸酯单体[HC帒CC H2NH(PO)R1R2].单体1,R1=OPh,R2=NC4H7COOCH3;单体2,R1=OPh,R2=NC4H7COOCH2CH3;单体3,R1=OPh,R2=NC4H7-COOC(CH3)3;单体4,R1=Ph,R2=NC4H7COOC(CH3)3].1H-NMR和31P-NMR表征可知对映体(单体1)不能被拆分剂拆分,而单体2、单体3、单体4通过拆分剂可以制得单一手性的磷化合物.以(nbd)Rh+[η6-C6H5B--(C6H5)3]为催化剂,以三氯甲烷为溶剂成功得到聚合物分子量范围在0.4×10-4～0.7×10-4,分子量分布在1.26～1.98范围的3种含手性膦侧基的丙炔胺类聚合物.比旋光度([α]D)、圆二色谱(CD)对聚合物的不同侧基及温度对光学活性的影响表明,聚合物具有良好的光学活性且能够形成单一方向的螺旋构象,说明膦手性在构建螺旋聚合物具有重要作用.

结核分枝杆菌聚合酶螺旋反应检测方法的建立及效果评价

目的建立聚合酶螺旋反应(polymerase spiral reaction,PSR)检测结核分枝杆菌的方法并评价效果。方法针对结核分枝杆菌插入序列IS6110设计引物进行PSR检测。提取结核分枝杆菌基因组DNA,加入Bst DNA聚合酶的RM2X反应液中,在荧光定量PCR仪上于63℃反应45 min,通过荧光信号进行检测。通过对引物序列进行优化,筛选出最佳引物序列,并对其检测特异性和最低检出限进行评估。于2019年5—8月间从郑州市第六人民医院连续收集200例肺结核患者痰液样本(同一患者收集3份),对痰标本进行痰涂片、固体痰培养和PSR检测。以痰培养结果为参照,评价PSR对结核病患者的检测效能。结果通过引物序列优化,筛选出一套对结核分枝杆菌检测的PSR引物,使用该引物进行PSR的最低检出限可达到10~3菌落形成单位(CFU)/ml;检测特异性实验表明该方法与15株非结核分枝杆菌无交叉反应。200例肺结核患者中,痰涂片检测阳性48例,阳性检出率为24.0%(48/200);痰培养检测阳性83例,阳性检出率为41.5%(83/200);PSR方法检测阳性87例,阳性检出率为43.5%(87/200)。以痰培养结果为标准,PSR检测结核病的敏感度和特异度分别为96.4%(80/83)、94.0%(110/117),阳性预测值为92.0%(80/87),阴性预测值为97.3%(110/113),与痰培养检测方法基本一致(Kappa值为0.898)。结论PSR检测适用于结核分枝杆菌的快速筛查。

实时定量聚合酶螺旋反应定量检测变形链球菌方法的建立

目的:建立实时定量检测口腔内变形链球菌的实时定量聚合酶螺旋反应(PSR)方法。方法:针对变形链球菌的gtf B基因设计4套引物,通过实时浊度法和显色法两种方法判断结果。结果:从4套引物中筛选出最佳引物,并确定最佳温度为65℃;进一步实验表明采用最佳引物能特异性地检测变形链球菌,与13种其他病原核酸无交叉反应,敏感性达10拷贝/μL。结论:建立了实时定量检测变形链球菌的PSR方法,该方法具有简单快速、特异性强、敏感性高的特点,为实时定量检测变形链球菌提供了新技术。

热处理有机聚合物螺旋纤维制备螺旋炭纤维及其表征

在400～800℃、氩气气氛下对有机聚合物螺旋纤维进行热处理制备螺旋炭纤维,采用SEM、XRD、FT-IR和热分析等手段对其微观形貌和结构组成进行了研究。结果表明,在上述条件下热处理有机聚合物螺旋纤维,其螺旋形貌基本保持不变,而化学成分却发生了变化;随着热处理温度升高,有机螺旋纤维逐渐转变为以石墨结构为主的螺旋炭纤维。

猫细小病毒聚合酶螺旋反应检测方法的建立及应用

为建立一种快速、简便检测猫细小病毒(FPV)的聚合酶螺旋反应(PSR)恒温扩增方法,本研究参考GenBank中登录的FPV基因序列(MG924893.1),以其保守基因NS1为靶基因设计并合成分别用于普通PCR和PSR方法的2对特异性引物,以及一对加速引物,经反应条件优化,建立了检测FPV的PSR方法。优化结果显示,体系内包含6 mmol/LMgSO_(4)、0.8 mol/L甜菜碱,67℃恒温反应45 min结束反应,然后加入终浓度为20×SYBRGreenI染料,肉眼在可见光下观察颜色变化即可判定检测结果。利用该方法检测猫冠状病毒(FCoV)、猫诺如病毒(FNoV)cDNA和FPV,结果显示除了FPV外,与其他病原均无交叉反应,特异性强;将提取的FPV基因组DNA 10倍倍比稀释,利用建立的PSR方法进行敏感性试验,结果显示,该方法对FPV基因组的最低检测限为6.75×10^(3)拷贝/μL,比普通PCR方法检测下限低10倍,敏感性可接受;利用本方法进行组内组间重复试验,结果显示组内与组间重复性试验检测结果一致,均为阳性,重复性好。利用建立的PSR方法对110份疑似感染FPV的猫粪便样品进行检测,结果显示PSR方法与常规PCR方法的检测结果基本一致,二者的总符合率为98.18%,表明本研究建立的PSR方法可用于检测临床样品。本研究首次建立的FPVPSR方法仅需2对引物在67℃下完成,无需复杂的变温仪器,反应后加入染料肉眼即可判定结果,整个过程在45 min内结束,设计引物简单,操作步骤少,用时较短,适合市县级宠物医院FPV感染的快速诊断。

聚合酶螺旋反应(PSR)在病原微生物快速检测中的研究进展

聚合酶螺旋反应(polymerase spiral reaction,PSR)是基于环介导等温扩增技术(LAMP)和聚合酶链式反应(PCR)建立的一种新型恒温体外核酸扩增技术,其利用混合引物的设计思路和BstDNA聚合酶的链置换活性,实现了在体外等温条件下的核酸扩增,表现出灵敏性及特异性较PCR显著提高,引物设计较LAMP简单等优点,在保证检测灵敏、特异的同时,耗时相对较短,且操作简便,对仪器设备要求低,可肉眼直观判定结果,特别适用于公共卫生、动物健康、食品安全和生物防御等领域的快速诊断。本文介绍了PSR技术的原理及其在病原微生物检测方面的应用,以期为相关领域的检测技术研究提供参考。

猪源沙门氏菌聚合酶螺旋反应方法的建立与应用

为建立一种快速、高效地检测猪源沙门氏菌的聚合酶螺旋反应(PSR)方法,本研究针对猪源沙门氏菌侵袭蛋白A(invA)基因设计3套特异性扩增引物,通过优化孵育温度、dNTPs和Mg2+浓度、Bst聚合酶浓度和反应时间初步建立了猪源沙门氏菌PSR方法。结果显示:该方法可以特异性扩增2株猪沙门氏菌,而对其它12株病原菌无扩增,特异性较强;以沙门氏菌标准株CMCC 50094为模板,并经一系列的稀释,对PSR、LAMP和qRCR方法的敏感性进行检测和比较,结果显示PSR方法和qPCR方法对菌液的最小检出量均为5×101 cfu/mL,敏感性为LAMP方法的10倍,敏感性较高;临床样品检测结果显示,经PSR方法在132份仔猪腹泻样本中共检测出猪源沙门氏菌阳性样品18份,与常规培养方法鉴定结果一致,检出率均为13.64%。本研究建立的PSR法为猪源沙门氏菌的快速检测提供了一种可行方法。

含两个羟基取代基的苯乙炔衍生物的螺旋选择性共聚合研究

文章通过螺旋选择性共聚合成功制备了三种新型含有两个羟基取代基的苯乙炔单手性螺旋共聚物。共聚物的产率高达75.5%～98.6%,分子量超过0.410×10^5,是一种成膜性极佳的共聚物。通过改变共聚单体中两组分的投料比,制备了一系列手性递增的共聚物（圆二色谱（CD）吸收峰强度增加）。其中,两个羟基与苯环之间的间隔链较短的苯乙炔单体（DO）与间隔较长的苯乙炔单体（EO）的摩尔比为90∶10时,共聚物的产率（98.6%）和分子量（2.47×10^6）最高,手性最强。可以用于手性拆分及气体分离。

基于可视化聚合酶交联螺旋反应快速检测金黄色葡萄球菌方法的建立

为建立一种快速检测金黄色葡萄球菌(S.aureus)的新型可视化方法,本研究以S.aureus耐热核酸酶基因(nuc)为靶序列设计特异性引物,对其反应条件进行优化,建立聚合酶交联螺旋反应(PCLSR)可视化检测方法,结果显示,PCLSR法在反应温度62℃,孵育时间60 min、dNTPs浓度为3.0 mmol/L、Bst-DNA聚合酶浓度为10 U/管时扩增效果最佳。提取14株金黄色葡萄球菌和9株非金黄色葡萄球菌基因组为模板,利用该方法进行特异性试验,结果显示,PCLSR法能有效检测到14株S.aureus,而对其他9株非S.aureus检测结果均为阴性,特异性良好。10倍倍比稀释S.aureus菌液(1×10^(7)cfu/m L~1×10^(0)cfu/m L)后提取基因组作为模板,进行敏感性试验,结果显示,PCLSR法与荧光定量PCR法具有相同的敏感性,检测下限均达到1×10^(2)cfu/m L,而环介导等温扩增(LAMP)敏感性为1×10^(3)cfu/m L,可见该PCLSR敏感性较高。利用该PCLSR、LAMP、细菌培养法和荧光定量PCR法同时检测46份人工污染的生猪肉、灭菌纯牛奶样品中金黄色葡萄球菌,以评价该方法的检测性能,结果显示,PCLSR与荧光定量PCR检测结果与样品符合率为100%,而细菌培养法和LAMP法与样品的符合率仅均为91.67%,可见该PCLSR可以用于临床样品的检测。本研究为动物疾病预防和食品卫生检验等领域快速检测S.aureus提供了新型检测方法。