含特徵螢光團的金屬絡合物及用途的製作方法
2023-04-24 07:03:26
專利名稱：含特徵螢光團的金屬絡合物及用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種含特徵螢光團的金屬絡合物及用途，具體地說，涉及一種由含氟丙烯酸酯類單體與丙烯醯胺類單體共聚的共聚物、和以所述共聚物與金屬鉬或金屬銥絡合得到金屬絡合及其用途。
背景技術：
現代生物技術，特別是上遊生物技術在近幾十年得到迅猛發展，而一直以來中下遊技術發展相對滯後，究其原因，用於發酵和細胞培養的生物反應器裝置是主要限制瓶頸。如今以蛋白質表達為前提的功能基因組研究已成為繼人類基因組測序完成後又一重大而艱巨的科技工程，這就對以發酵和細胞培養為基礎的生物工藝優化(Bioprocess optimization)速度提出了更大的挑戰(S. L. Zhang, A Multi-Scale Study of Industrial Fermentation Processes and Their Optimization, Adv. Biochem.Engin/Biotechnol，2004，87，97-150 ；D. Titmarsh, et al.，Microbioreactor array forfull-factorial analysis of provision of multiple soluble factors in cellularmicroenvironments, Biotechnol. Bioeng.，2009，104，1240-1244)。但當前普遍使用配備多種傳感器的實驗反應器一般都體積大(1-100L)、價格昂貴，無法滿足生物工藝優化研究中菌株篩選、培養基配方建立和確立關鍵過程參數這三大任務對高通量和平行操作的要求(S. L. Zhang, et al.，Bioreactors and Bioseparation, Adv. Biochem. Engin/Biotechnol，2010，122，105—150 ；D.Schapper,et al. ，Application of microbioreactorsin fermentation process development a review, Anal. Bioanal. Chem.，2009，395，679-695)。雖然基於搖瓶(shake flask)裝置能進行大量平行研究，但搖瓶一般不具備條件監控(除溫度和攪拌外)功能，獲得的過程信息非常有限。生物工藝優化研究仍舊是以尋求最佳培養基配方和最佳的溫度、pH、溶解氧(DO)等採用動力學為基礎的以最佳工藝控制點為依據的靜態操作方法。所以，作為生物微型反應器的這些參數的在線檢測功能尤為重要。事實上，發酵和細胞培養過程是以活細胞為對象的生物反應器中基因分子遺傳、細胞代謝調節和反應器工程水平上的多尺度問題，因此基於代謝流分析為核心的發酵過程多尺度參數相關研究已成為當前發酵過程優化放大的重要發展趨勢(張嗣良，儲炬，多尺度微生物過程優化，化學工業出版社，北京，2003)。故在設計微型生物反應器中引入多尺度參數相關研究理論對提升微型生物反應器的發酵工藝參數動態分析和優化功能更具理論和實際意義(歐陽平凱等，發酵過程關鍵技術及其應用，化學工業出版社，北京，2005 ；P. R. Patnaik, Design considerations in hybrid neural optimization of fed—batchfermentation for PHB production by ralstonia eutropha，Food Bioproc. Technol.，2010，3，213-225)。從而，針對上述問題，開發快速、可靠、價廉且高通量的微型化生物反應器(Micro-or mini-bioreactor)裝置已引起國際社會的高度重視,如美國馬裡蘭大學、MIT、德國雷根斯堡大學、英國倫敦大學等都在加緊開發具備高通量特性的微型生物反應器，甚至有些產品已經在不少大型製藥公司得到商品化應用。
傳統的測量溶解氧的方法是基於電化學分析法，即克拉克氏電極法，其原理是通過在電化學中消耗被分析物中的氧而產生一個微小的電流進而計算氧含量。這些儀器比較靈敏，適用範圍廣，然而是一種有損檢測，只能離線散點分析，受環境影響較大實驗數據漂移嚴重，容易中毒並且很難微型化嵌入微生物反應器中。而光學傳感器能夠克服上述問題，其基於螢光/磷光淬滅的原理，氧氣在基態是三線態的，探針分子在激發態和氧氣分子發生碰撞，從而導致螢光/磷光淬滅。傳統的製備溶解氧探針膜的方法是將螢光團分子摻雜在聚合物中進行固定，而將螢光團通過共價鍵共聚的方式固定在基質中能夠有效防止螢光團的聚集淬滅，並且避免了傳統摻雜方法中致命的螢光團滲透析出的問題(L. J. Shen, etal.，Macromolecules,2011，44，5612-5618)。因此，合成低成本、光和熱穩定的螢光探針，在線測量溶解氧取代電化學分析法倍 受科學家們的關注。鑑於此，本發明需要解決的技術問題是，設計併合成一種長波長、氧滲透性強、光穩定性及熱穩定性能好的聚合物氧探針膜。
發明內容
本發明的發明人將含卟啉環單體或含菲囉啉配體單體與含氟甲基丙烯酸酯類化合物進行共聚，得共聚物，再以所得共聚物與金屬鉬(Pt)或金屬銥(Ir)絡合，得到相應的金屬絡合物。採用現有的螢光光譜儀，測量由所述金屬絡合物成膜膜的探針性能。測量結果表明，該金屬絡合物膜具有較快的響應時間，淬滅時間可以短至40秒,及具有良好的光、熱穩定性能。本發明的一個目的在於，提供一種共聚物，所述共聚物由式I所示化合物(單體)或式II所示化合物(單體)與式III所示化合物(單體)經自由基聚合後得到，所得到的共聚物的重均分子量大於或等於10，000 ；
權利要求
1.一種共聚物，其特徵在於，所述共聚物由式I所示化合物或式II所示化合物與式III所示化合物經自由基聚合後得到，所得到的共聚物的重均分子量大於或等於10，000 ；0 hIj1T cfb1nm 其中，RSC1 C6直鏈或支鏈的含氟烷基，A為式IV基團 ΛU IV
2.如權利要求I所述的共聚物，其特徵在於，其中所述共聚物的重均分子量為100，000 500，000。
3.如權利要求I或2所述的共聚物,其特徵在於,其中式I所示化合物或式II所示化合物與式III所示化合物的摩爾比小於或等於I : 500。
4.如權利要求3所述的共聚物，其特徵在於，其中式I所示化合物或式II所示化合物與式III所示化合物的摩爾比為I : (100 200)。
5.如權利要求4所述的共聚物，其特徵在於，其中R為C1 C3直鏈或支鏈的含氟烷基。
6.如權利要求5所述的共聚物，其特徵在於，其特徵在於，其中R為三氟乙基。
7.一種金屬絡合物，其特徵在於，所述金屬絡合物由下列方法製得 在有惰性氣體存在條件下，將由權利要求I或2所述的共聚物與鉬的滷化物或[11*(0 0)2]2(12在苯甲腈或二氯甲烷中，於501至回流狀態反應4小時 14小時，得到目標物。
8.一種金屬絡合物，其特徵在於，所述金屬絡合物由下列方法製得 在有惰性氣體存在條件下，將由權利要求6所述的共聚物與鉬的滷化物或[11*(0 0)2]2(12在苯甲腈或二氯甲烷中，於501至回流狀態反應4小時 14小時，得到目標物。
9.如權利要求7所述的金屬絡合物作為溶解氧的螢光探針的應用。
10.如權利要求9所述的金屬絡合物作為溶解氧的螢光探針的應用。
全文摘要
本發明涉及一種含特徵螢光團的金屬絡合物及用途。所述金屬絡合物由含氟丙烯酸酯類單體與丙烯醯胺類單體共聚所得的共聚物為前驅體，其再與金屬鉑或金屬銥絡合得到。採用現有的螢光光譜儀，測量所述金屬絡合物膜的探針性能，測量結果表明，該金屬絡合物膜具有較快的響應時間，淬滅時間可以短至40秒，及具有良好的光、熱穩定性能，可作為溶解氧的螢光探針。
文檔編號C08F8/42GK102633932SQ20121007278
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者儲炬, 張嗣良, 朱為宏, 苗雨, 靳鵬偉 申請人:華東理工大學