摘要
本发明一种羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点及其制备方法，属于特异性分子识别诊断试剂领域。本发明通过化学修饰方法在β-环糊精上连接功能基团羧基，得到羧基-β-环糊精；在1-乙基-3-（3-二甲基丙胺）碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的作用下，叶酸经活化后先与双氨基聚乙二醇偶联，再与羧基-β-环糊精偶联，得到叶酸-β-环糊精；利用银，锌等低毒性元素作为原料，制备油溶性的近红外量子点，并用叶酸-β-环糊精对其进行水溶性的修饰，得到羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点。本发明制备的量子点具有良好的水溶性，低毒性，发射光谱在近红外区，并且由于偶联了叶酸，可以用于肿瘤的特异性荧光检测。
说明
一种羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点及其制备方法
技术领域
[0001] 一种羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点及其制备方法，制备的功能化量子点可以用于肿瘤标志物等的特异性荧光检测，属于特异性分子识别诊断试剂领域。
背景技术
[0002] 叶酸是细胞(尤其是增殖旺盛的细胞)所必需的维生素，它参与多种代谢途径的一碳转移反应。叶酸的细胞转运通过两种跨膜蛋白，即低亲和力的还原性叶酸载体和高亲和力的叶酸受体来完成。目前已证实叶酸受体在多种肿瘤细胞表面过度表达，如卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌、乳腺癌、肺癌、脑瘤、室管膜细胞瘤等，而在多数正常组织中的表达仅限于一些难于进入血液循环的上皮细胞顶膜。叶酸含有α和Y两个羧基，易于修饰，同时具有低免疫原性、小体积、高化学稳定性和生物学稳定性，高肿瘤渗透性、易与药物结合，与有机或水性溶剂的相容性佳以及低成本等优点，故叶酸介导的肿瘤靶向研究得到了迅速发展。
[0003] 用于生物分子和细胞标记与识别的荧光探针包括有机分子荧光探针和无机分子荧光探针两类。有机分子荧光探针的种类尽管比较多，但存在着Stoke位移小，容易光漂白以及量子产率低等不足。无机分子突光探针主要是量子点(Quantum Dots,QDs)。QDs是指半径小于或接近于激子波尔半径的半导体纳米晶粒，粒径通常为Ι-lOnm，一般为由I1-VI族或II1-V族元素构成的化合物。量子点作为一种新型荧光染料，具有很多独特而优良的光学特性，包括(I)连续而宽的激发光谱，且荧光谱峰位置可通过改变QDs的粒径进行调控，这样仅用一种波长的激发光源便可激发多种不同颜色荧光的QDs，进行多元荧光检测。(2)发射光谱窄，可同时显现多种不同颜色而无重叠。(3)Stokes位移大，能够避免发射谱与激发谱重叠，从而允许在低信号强度的情况下进行光谱学检测。(4)抗光漂白能力强，而这种抗光漂白的高度光稳定性对于需要长时间成像的研究而言极为重要。(5)光稳定性高，便于获得无背景干扰的荧光信号等优良的光物理特性。
(6)荧光产率高，强度强，单一量子点表现出的荧光亮度是有机荧光染料的10-20倍。因此，量子点在多个研究领域显示出其独特的应用前景。
[0004] 根据合成量子点时所采用溶剂的不同，量子点合成方法可归结为两大类
一种方法是在高沸点的有机溶剂中利用前躯体热分解来合成，得到的产物荧光效率高、尺寸均匀、稳定性好。另一种是利用稳定剂在水溶液中直接合成，产物的尺寸分布宽，荧光效率较低。一般
量子点的合成是在有机溶剂中进行的，在非金属核的外面形成了疏水性的外壳，使得合成的量子点具有疏水性而不能在生物学上应用。为了使它们具有生物相容性，常对它们进行功能化，或对其进行第二层包被，可以增强其水溶性、核的持久稳定性以及悬浮性质，使量子点具有更好的生物活性。
[0005] 通过修饰量子点的包被可以得到高度特异性的量子点，用于诊断(分子成像)和治疗(生物载体)等。但是它们的潜在毒性就在于它们的包被上，如果这些包被脱离核，不管释放出组合体的核(CdTe、CdSe)还是单一的金属镉(Cd)，都会产生毒性。或者，一些量子点包被材料本身就有细胞毒性，如醋酸甲醇(MAA)。同时，在光照和氧化条件下量子点可能降解，因此稳定性在其商业化进程中显得至关重要。
[0006] 近红外荧光探针在生物体内分子的诊断识别中起着关键的作用。因为近红外波段
(60(T800nm)的光波避开了体内水，有氧及无氧血红蛋白等主要吸收组织的最佳吸收波长，因而具有良好的生物组织穿透能力，且对生物组织无损伤。因此具有近红外发光特性的水溶性量子点更适合生物分析应用。
[0007] 环糊精(Cyclodextrin，简称⑶)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6?12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α-、β-、Y-环糊精。根据X-线晶体衍射、红外光谱和核磁共振波谱分析的结果，确定构成环糊精分子的每个D(+)-
吡喃葡萄糖都是椅式构象。各葡萄糖单元均以1，4_糖苷键结合成环。由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，环糊精不是圆筒状分子结构而是略呈锥形的圆环。其中，环糊精的伯羟基围成了锥形的小口，而其仲羟基围成了锥形的大口。形成略呈锥形的中空圆筒立体环状结构。β-环糊精(β-⑶)分子结构如下式所示:
[0008]
[0009] 由于环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够象酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体(Host)包络各种适当的客体(Guest)，如有机分子、无机离子以及气体分子等。在三种环
糊精中，由于α-⑶分子空洞孔隙较小，通常只能包接较小分子的客体物质，应用范围较小；Y -CD 的分子空洞大，但其生产成本高，工业上不能大量生产，其应用受到限制；β-CD的分子空洞适中，应用范围广，生产成本低，是目前工业上使用最多的环糊精
根据β_环糊精的结构特点，可以对其结构上的伯羟基或仲羟基的氢原子进行取代，或者取代伯羟基或/和仲羟基，或消除6-位碳原子上的氢原子，通过部分氧化打开一个或者更多个C2-C3单键。通过化学修饰的方法，将氨基、羧基等水溶性基团引入到β-CD，可以极大改善它的性质，从而扩大使用范围。
[0011] 叶酸是核酸生物合成所必需的维生素，尤其是对增生细胞。叶酸的细胞转运是通过两种跨膜蛋白即低亲和力的还原型叶酸载体和高亲和力的叶酸受体(FR)。已证实FR在多种肿瘤细胞过度表达，当叶酸摄入量受限时，肿瘤细胞摄取叶酸的能力要强得多。且FR在多数新生正常组织中的表达仅限于一些难于进入血液循环的上皮细胞顶膜。正因为FR表达的特性，比如具有高亲和力(Kd=I(TltW)I.L—1)，低免疫原性，易于修饰，体积小(Mr=441.4)，高度化学稳定性和生物学稳定性，与有机溶剂的生理相容性，低成本等优点使叶酸介导靶向肿瘤的研究得到迅速发展。叶酸的化学名称为N-(4-((2-氨基-4-氧代-1，4-二氢-6-蝶啶)甲氨基)苯甲酰基)-L-谷氨酸，含有α和Y两个羧基，实验证明通过叶酸的Y-羧基衍生的偶联物具有与叶酸受体较高的结合能力。
[0012] 将叶酸溶解于适量无水二甲基亚砜(DMSO)中，加入1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化后，滴入到溶解在无水DMSO中连接了羧基的β-环糊精在室温下反应2Γ36小时，可以得到叶酸-β-环糊精偶联产物。
[0013] 偶联了叶酸的环糊精具有良好的水溶性，利用它来对近红外发射的量子点进行修饰，不仅可以改善量子点的水溶性，增加与生物体的相容性，而且由于叶酸在多种肿瘤细胞中过度表达，量子点近红外发射的特性可以避开紫外光对生物体的损伤，并可以深入到生物体内部，所以修饰后的量子点可以作为肿瘤细胞的探针应用。
发明内容
[0014] 本发明的目的:本发明羧基化法β_环糊精修饰的低毒性功能化量子点是为了改善量子点的生物相容性，降低其生物毒性，同时提高其作为近红外荧光探针对肿瘤标志物检测的灵敏度。
[0015] 本发明的技术方案:一种羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点，由β-环糊精通过化学方法连接上羧基，再进一步与叶酸偶联形成叶酸-β-环糊精；所述量子点为低毒性功能化量子点，组成低毒性功能化量子点的元素为银、锌和铟；该量子点通过叶酸-β-环糊精修饰得到β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点；
[0016] 该环糊精修饰的低毒性功能化量子点的组成为银离子:铟离子:锌离子:NaS2CN(C2H5)2:叶酸-β-环糊精的摩尔比为0.9-0.95: 0.9-0.95: 0.1-0.2:
3.5_
4.5: 4-6 0
[0017] 所述羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点的制备方法，其特征在于步骤如下:
[0018] (I)羧基环糊精的制备
[0019] 在容器中加入4.5-5.5mmol的β-环糊精和55_65mL去离子水,在磁力搅拌情况下加入8-10mmol KOH使β-环糊精全部溶解。逐渐升温至45_55°C,加入9-llmmol羧基化试剂，连续搅拌条件下升温至85-95°C并保持I小时，然后停止加热；待反应体系冷却至室温后，用稀硫酸调节反应体系的pH为5-6,加入100-200mL无水乙醇,利用中性氧化招柱进行纯化层析，采用55%-65%乙醇作为洗脱剂，收集洗脱液，浓缩洗脱液后真空干燥，得到羧基-β-环糊精；
[0020] (2)羧基_β-环糊精与叶酸的偶联制备叶酸-环糊精
[0021] a、叶酸的活化:在容器中加入4.5-5.5mmol叶酸并溶解在ll_13mL无水二甲基亚砜中，在不断搅拌条件下加入5.5-6.5mmol 1-乙基-3- (3-二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐和5.5-6.5mmol N-羟基琥珀酰亚胺活化反应4小时；
[0022] 将活化后的叶酸滴加到含有180_220mg的双氨基聚乙二醇的无水二甲基亚砜溶液中，避光条件下反应10小时，然后通过硅胶柱层析的方法纯化，获得叶酸-聚乙二醇偶联物；
[0023] b、叶酸-聚乙二醇偶联物与羧甲基-环糊精的偶联
[0024] 在45-55mL无水二甲基亚砜溶液中加入1.8-2.2 mmol步骤(I)制备的羧基-β-环糊精,溶解后加入1.8-2.2mmol 1-乙基-3- (3- 二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐和
1.8-
2.2mmol N-羟基琥珀酰亚胺活化反应6小时，然后将活化液滴加到上述含有叶酸-聚乙二醇偶联物的缓冲液中，避光条件下反应24小时；反应的粗产物通过硅胶柱层析的方法纯化，获得叶酸-β-环糊精；
[0025] (3)量子点的制备
[0026] a、前驱体的制备:将0.9-0.95mmoI AgN03、0.9-0.9Smmol In (NO3) 3、
0.1-0.2mmolZn(NO3)2溶于3-5mL的去离子水中，再将3.5-4.5mmol NaS2CN(C2H5)2溶于2.5-7.5去离子水溶液中，两者混合后磁力搅拌20-40min除去其中的水分，并依次用10_14mL 的去离子水和8-12mL甲醇洗涤，得到量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐；
[0027] b、油溶性量子点的制备:在氮气保护条件下将步骤a所得量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐缓慢加热至170-180°C，并保持该温度40-60min，然后向其中加入2_4mL油胺,继续加热2-4min后停止加热，并逐渐冷却至室温；
[0028] c、量子点的纯化处理:将步骤b所得油溶性量子点在500_2500r/min离心2-5min，取上清液，向其中加入8_12mL甲醇，搅拌l_5min后用真空抽滤方式得到纯化的量子点；
[0029] (4)量子点的功能化修饰
[0030] 取步骤(3)所得的纯化量子点溶于1.5-8.5mL三氯甲烷溶液中，步骤(2)所得叶酸-β-环糊精溶于1.5-6.5mL去离子水中，混合后搅拌3_10min, 500-2500r/min离心,取水层即得产物羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点。
[0031] 所述羧基化试剂为2-氯乙酸钠，3-氯丙酸钠，3-溴丙酸钠，4-氯丁酸钠，4-溴丁酸钠。
[0032] 所述羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点的应用，所述量子点作为探针用于肿瘤标志物的特异性荧光检测。
[0033] 本发明的有益效果:本发明利用银，锌等低毒性元素作为原料，制备油溶性的近红外量子点，并用偶联叶酸的β_环糊精对其进行水溶性的修饰，得到β_环糊精修饰的低毒性功能化量子点。该功能化量子点具有良好的水溶性，低毒性，发射光谱在近红外区，并且由于偶联了叶酸，可以用于肿瘤的特异性荧光检测。
附图说明
[0034] 图1羧基化法β-环糊精修饰的量子点对叶酸受体阳性肿瘤细胞的标记成像图。[0035] 图2羧基化法β-环糊精修饰的量子点对叶酸受体阴性肿瘤细胞的标记成像图。
具体实施方式[0036] 以下所提供的实施例仅用于对本发明作出进一步的举例说明，而无意于对说明书作出任何限定。
[0037] 实施例1
[0038] (I)羧甲基-β-环糊精的制备
[0039] 在250mL三口圆底烧瓶中加入5mmol的β-环糊精,加入60mL去离子水,在磁力搅拌情况下加入9mmol KOH以使β-环糊精全部溶解。逐渐升温至50°C,加入加IOmmol 2-氯乙酸钠，连续搅拌条件下升温至90°C并保持I小时，然后停止加热。待反应体系冷却至室温后，用稀硫酸调节反应体系的PH为5-6，加入150mL无水乙醇，利用中性氧化铝柱进行纯化层析，60%乙醇作为洗脱剂，收集洗脱液，浓缩洗脱液后真空干燥，得到羧甲基-β-环糊精。
[0040] (2)羧甲基- β-环糊精与叶酸的偶联制备叶酸- β-环糊精
[0041] a、叶酸的活化:在干燥洁净的三口烧瓶中加入5mmol叶酸并溶解在12mL无水DMSO中，在不断搅拌条件下加入6mmol 1-乙基_3_( 3- 二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和6mmol N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化反应4小时。
[0042] 将活化后的叶酸滴加到含有200mg的双氨基聚乙二醇(PEG-bis-Amine，分子量为4000)的无水DMSO溶液中，避光条件下反应10小时，然后通过硅胶柱层析的方法纯化，获
得叶酸-聚乙二醇偶联物。
[0043] b、叶酸-聚乙二醇偶联物与羧甲基- β-环糊精的偶联
[0044] 在50mL无水DMSO溶液中加入2 mmol步骤(I)制备的羧甲基-β-环糊精，溶解后加入2mmol 1-乙基-3 (3-二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和2mmol N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化
反应6小时，然后将活化液滴加到上述含有叶酸-聚乙二醇偶联物的缓冲液中，避光条件下反应24小时。反应的粗产物通过硅胶柱层析的方法纯化，获得叶酸-β-环糊精。
[0045] (3)纯化量子点的制备
[0046] a、前驱体的制备:将0.9mmol AgN03、0.9mmol In(NO3)3、0.2mmol Zn(NO3)2 的去离子水溶液和4mmol NaS2CN(C2H5) 2的去离子水溶液混合，磁力搅拌30min后除去其中的水分，并分别用12mL的去离子水和IOmL甲醇洗涤，得到量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐。
[0047] b、油溶性量子点的制备:在氮气保护条件下将制备的量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐缓慢加热至180°C，并保持该温度45min，然后向其中加入3mL油胺，继续加热3min后停止加热，并逐渐冷却至室温。
[0048] C、量子点的纯化处理:将步骤b所得油溶性量子点离心取上清液，在其中加入IOmL甲醇，然后过滤除去生成的大颗粒物质，得到纯化量子点。
[0049] ( 4 )量子点的功能化修饰
[0050] 取步骤(3)所得的纯化量子点溶于2mL三氯甲烷溶液中，与步骤(2)所得叶酸- β-环糊精偶联物的水溶液2mL搅拌一定时间，离心，取水层即得产物羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点。
[0051] 实施例2
[0052] (I)羧乙基-β-环糊精的制备
[0053] 在250mL三口圆底烧瓶中加入5mmo l的β-环糊精,加入60mL去离子水,在磁力搅拌情况下加入9mmol KOH以使β-环糊精全部溶解。逐渐升温至5(TC,加入IOmmol 3-氯丙酸钠，连续搅拌条件下升温至90°C并保持I小时，然后停止加热。待反应体系冷却至室温后，用稀硫酸调节反应体系的PH为5-6，加入150mL无水乙醇，利用中性氧化铝柱进行纯化层析，60%乙醇作为洗脱剂，收集洗脱液，浓缩洗脱液后真空干燥，得到羧乙基-β-环糊精。
[0054] (2)羧乙基_β-环糊精与叶酸的偶联制备叶酸_β-环糊精
[0055] a、叶酸的活化:在干燥洁净的三口烧瓶中加入5mmol叶酸并溶解在12mL无水DMSO中，在不断搅拌条件下加入6mmol 1-乙基_3_( 3- 二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和6mmol N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化反应4小时。
[0056] 将活化后的叶酸滴加到含有200mg的双氨基聚乙二醇(PEG-bis-Amine，分子量为4000)的无水DMSO溶液中，避光条件下反应10小时，然后通过硅胶柱层析的方法纯化，获
得叶酸偶联的聚乙二醇。
[0057] b、叶酸偶联的聚乙二醇与羧乙基-β-环糊精的偶联
[0058] 在50mL无水DMSO溶液中加入2 mmol步骤(I)制备的羧乙基-β-环糊精，溶解后加入2mmol 1-乙基-3- (3-二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和2mmol N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化反应6小时，然后将活化液滴加到上述含有叶酸偶联聚乙二醇的缓冲液中，避光条件下反应24小时。反应的粗产物通过硅胶柱层析的方法纯化，获得叶酸-β-环糊精。
[0059] (3)纯化量子点的制备
[0060] a、前驱体的制备:将0.95mmol AgN03、0.95mmol In(NO3)3、0.1mmol Zn(NO3)2 的去离子水溶液和4mmol NaS2CN (C2H5)2的去离子水溶液混合，磁力搅拌30min后除去其中的水分，并分别用12mL的去离子水和IOmL甲醇洗涤，得到量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐。
[0061] b、油溶性量子点的制备:在氮气保护条件下将步骤a制备的量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐缓慢加热至180°C，并保持该温度40min，然后向其中加入3mL油胺，继续加热3min 后停止加热，并逐渐冷却至室温。
[0062] C、量子点的纯化处理:将步骤b所得油溶性量子点离心取上清液，在其中加入IOmL甲醇，然后过滤除去生成的大颗粒物质，得到纯化的量子点。
[0063] (4)量子点的功能化修饰
[0064] 取步骤(3)所得的纯化量子点溶于SmL三氯甲烷溶液中，与步骤(2)所得叶酸-β-环糊精偶联物的水溶液6mL搅拌一定时间，离心，取水层即得产物羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点。
[0065] 实施例3
[0066] 叶酸-β-环糊精修饰量子点的量子产率测试
[0067] 叶酸_β-环糊精修饰量子点的荧光量子产率在室温下测定，以罗丹明B的水溶液(荧光量子产率为0.98)为参比溶液作为参比，分别测定罗丹明B和叶酸偶联的β-环糊精修饰量子点在相同波长激发下的积分荧光强度和该波长处的吸光度值，代入下面的公式计算量子产率:
[0068]
[0069] ( Φ—待测物质的量子产率；ΦΡ;Μ1 —参比物的量子产率；S —荧光发射光谱的积分面积；A —溶液在选定的波长下的吸光度；n —溶液的折射率；λex 一待测物质的激发波长；SMl —参比物突光发射光谱的积分面积；Aeal —参比溶液在选定波长下的吸光度；nMl —参比溶液的折射率；λexcal 一参比物质的激发波长。)
[0070] 标准物质罗丹明B的水溶液荧光量子产率为0.98，计算得实施例1的量子产率为
0.070，采用叶酸偶联的β-环糊精修饰后的实施例1的量子产率为0.025。实施例2的量子产率为0.061，采用叶酸偶联的β-环糊精修饰后的实施例2的量子产率为0.015。采用叶酸偶联的β_环糊精修饰后量子点的量子产率有一定程度的降低，可能是修饰过程中量子点表面缺陷增加，从而影响了量子点的荧光性能。
[0071] 实施例4
[0072] 叶酸-β-环糊精修饰量子点对肿瘤细胞的标记
[0073] 培养叶酸受体阳性人宫颈癌HeLa细胞和阴性人肺癌细胞，消化传代于96孔细胞培养板，在细胞培养箱37°C，5% CO2培养12小时。然后分别将培养的细胞从培养箱中取至超净工作台上，用消毒过的PBS慢慢冲洗1-2次，洗去细胞碎片等杂质。用实施例1中制备的叶酸- β-环糊精修饰量子点做突光标记,牛血清白蛋白(BSA)用来稳定未标记的叶酸-β-环糊精修饰量子点。放入培养箱温育1-2小时。然后用磷酸缓冲液冲洗细胞3次，置于近红外成像系统下观察，如图1和图2所示。由于叶酸受体阳性的人宫颈癌HeLa细胞有大量的叶酸摄入，可以看出有较强的荧光信号，而叶酸受体阴性的人肺癌细胞则没有明显的荧光信号，说明叶酸-β-环糊精修饰量子点对过度表达叶酸受体的肿瘤细胞有较高的亲和性，能够特异性的标记肿瘤细胞。
[0074] 已通过上述各实施方案和具体实施例对本发明作出说明，但本领域技术人员会理解，在不偏离本发明宗旨和范围的情况下，可对本发明作出各种修改、变更和替换。
一种羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点的制备方法，其特征在于所述羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点是:由β-环糊精通过化学方法连接上羧基，再进一步与叶酸偶联形成叶酸-β-环糊精；所述量子点为低毒性功能化量子点，组成低毒性功能化量子点的元素为银、
锌和铟；该量子点通过叶酸-β-环糊精修饰得到β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点；该β-
环糊精修饰的低毒性功能化量子点的组成为银离子:铟离子:锌离子:NaS2CN(C2H5)2:叶酸_ β_ 环糊精的摩尔比为0.9-0.95: 0.9-0.95: 0.1-0.2:.3.5-4.5: 4-6 ;其制备步骤如下: (1)羧基-β-环
糊精的制备在容器中加入4.5-5.5mmol的β-环糊精和55_65mL去离子水,在磁力搅拌情况下加入8-1Ommol KOH使β-环糊精全部溶解；逐渐升温至45_55°C,加入9-1 Immol羧基化试齐U，连续搅拌条件下升温至85-95 V并保持I小时，然后停止加热；待反应体系冷却至室温后，用稀硫酸调节反应体系的pH为5-6,加入100-200mL无水乙醇,利用中性氧化招柱进行纯化层析，采用55%-65%乙醇作为洗脱剂，收集洗脱液，浓缩洗脱液后真空干燥，得到羧基-β-环糊精；(2)羧基-β-环糊精与叶酸的偶联制备叶酸-β-环糊精a、叶酸的活化:在容器中加入4.5-5.5mmol 叶酸并溶解在ll_13mL无水二甲基亚砜中，在不断搅拌条件下加入5.5-6.5mmol 1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐和.5.5-6.5mmol N-羟基琥珀酰亚胺活化反应4小时；将活化后的叶酸滴加到含有180-220m g的双氨基聚乙二醇的无水二甲基亚砜溶液中，避光条件下反应10
小时，然后通过硅胶柱层析的方法纯化，获得叶酸-聚乙二醇偶联物；b、叶酸-聚乙二醇偶联物与羧基-β-环糊精的偶联在45-55mL无水二甲基亚砜溶液中加入1.8-2.2 mmol步骤(I)制备的羧基-β-环糊精，溶解后加入1.8-2.2mmol 1-乙基_3_(3-二甲基丙胺)碳二亚胺盐酸盐和
1.8-
2.2mmolN-羟基琥珀酰亚胺活化反应6小时，然后将活化液滴加到上述含有叶酸-聚乙二醇偶联物的缓冲液中，避光条件下反应24小时；反应的粗产物通过硅胶柱层析的方法纯化，获得叶酸-β-环糊精；(3)量子点的制备a> 前驱体的制备:将0.9-0.QSmnio I AgN03、0.9-0.9 Smmol In (NO3) 3、0.1-0.2mmo1Zn(NO3)2溶于3-5mL的去离子水中，再将
3.5-
4.5mmol
NaS2CN(C2H5)2溶于2.5-7.5去离子水溶液中，两者混合后磁力搅拌20-40min除去其中的水分，并依次用10_14mL的去离子水和8-12mL甲醇洗涤，得到量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐；b、油溶性量子点的制备:在氮气保护条件下将步骤a所得量子点前驱体二乙基二硫代氨基甲酸盐缓慢加热至170-180°C，并保持该温度40-60min，然后向其中加入2_4mL油胺,继续加热2-4min后停止加热，并逐渐冷却至室温；C、量子点的纯化处理:将步骤b所得油溶性量子点在500-2500 r/min离心2-5min，取上清液，向其中加入8-12mL甲醇，搅拌l_5min后用真空抽滤方式得到纯化的量子点；(4)量子点的功能化修饰取步骤(3)所得的纯化量子点溶于1.5-8.5mL三氯甲烷溶液中，步骤(2)所得叶酸-β-环糊精溶于1.5-6.5mL去离子水中，混合后搅拌3_10min, 500-2500r/min离心,取水层即得产物羧基化法β-环糊精修饰的低毒性功能化量子点。
2.根据权利要求1所述羧基化法β_环糊精修饰的低毒性功能化量子点的制备方法，其特征在于所述羧基化试剂为2-氯乙酸钠，3-氯丙酸钠，3-溴丙酸钠，4-氯丁酸钠，4-溴丁酸钠。`
糊精定义： 淀粉在受到加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时，将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质，这时的中间小分子物质，人们就把它叫做糊精。 β-环糊精(简称β-CD)是一种新型的药物包合材料，具环状中空筒型、环外亲水、环疏水的特殊结构和性质。由于其特殊的空间结构和性质，能与许多物质、特别是脂溶性物质形成包合物，目前被广泛应用于医药业和食品业， 环糊精的成分与作用： 环糊精是环糊精转葡萄糖基酶（CGTase）作用于淀粉的产物，是由六个以上葡萄糖以α—1,4—糖苷键连结的环状寡聚糖，其中最常见、研究最多的是α-环糊精（α-cyclodextrin）、β-环糊精（β-cyclodextrin）、γ-环糊精（γ-cyclodextrin），分别由六个、七个和八个葡萄糖分子构成，是相对大和相对柔性的分子。经X射线衍射和核磁共振研究，证明环糊精分子成锥柱状或圆锥状花环，有许多可旋转的键和羟基，有一个空腔，表观外型类似于接导管的橡胶塞。空腔部排列着配糖氧桥原子，氧原子的非键电子对指向中心，使空腔部具有很高的电子密度，表现出部分路易斯碱的性质。分子构型为葡萄糖的C-1椅式构型，在它的圆筒部有-CH-葡萄糖苷结合的O原子，故呈疏水性。葡萄糖的2位和3位的-OH基在圆筒的一端开口处，6位的-OH基在圆筒的另一端开口处，所以圆筒的二端开口处都呈亲水性，这样，环糊精的筒形体的部上层、中层、下层由不同的基团组成． 环糊精的性质有点类似淀粉，可以贮存多年不变质。在强碱性溶液中也可稳定存在，在酸性溶液中则部分水解成葡萄糖和非环麦芽糖。由于环糊精没有还原性末端，总的来说，其反应活性是比较低的，只有少数的酶能是它明显水解。环糊精在室温下的的溶解
环糊精在许多的大型行业中被适量使用。其中在食品、香料、医药、化合物拆分等方面有着很关键的作用，同时也可以模拟酶研究。由于在各个行业中起的作用不同，需要结合实际的应用行业来分析。 环糊精耐热，熔点高，加热到约200℃开始分解，有较好的热稳定性；无吸湿性，但容易形成各种稳定的水合物，所以对于一些食品或者药品起到了的固定和乳化的作用。因此我们的各个行业中也是离不开环糊精，同时也在不断研究环糊精的应用前景。 它的疏水性空洞内可嵌入各种有机化合物，形成包接复合物，并改变被包络物的物理和化学性质；可以在环糊精分子上交链许多官能团或将环糊精交链于聚合物上，进行化学改性或者以环糊精为单体进行聚合。 1、在食品饮料中，还可以起到乳化剂的作用，使香料油形成包结复合物，直接引入水溶液中使用，使食品内不相容的成份均匀混合，对着色剂可起到保护作用，免受日光、紫外光、气体、氧化、热冲击等彩响，大大延长褪色时间。此外对改进在食品系统中的加工工艺复合成分的传递性能以及改变固体食品的
质地及密度、改善食品口感等方面均有显著功效。 2、在医药行业：环糊精能有效地增加一些水溶性不良的药物在水中的溶解度和溶解速度，提高药物的稳定性和生物利用度；减少药物的不良气味或苦味；降低药物的刺激和毒副作用；以及使药物缓释和改善剂型。 3、在分析化学上: 环糊精是手性化合物，它对有机分子有进行识别和选择的能力，已成功地应用于各种色谱与电泳方法中,以分离各种异构体和对映体;在环保上：环糊精在环保上的应用是基于其能与污染物形成稳定的包络物，从而减少环境污染。 水溶性环糊精衍生物具有更强的增溶能力，对于不溶性香料、亲脂性农药有非常好的增溶效果；不溶性环糊精衍生物可应用于环境监测和废水处理等环保方面，如将农药包结于不溶性环糊精聚合物中,在施用后就不会随雨水流失；环糊精交联聚合物能吸附水样中的微污染物。农业上用改性环糊精浸种可能会改变作物生长特性和产量。
1．前言 在最近的几十年里，量子点（QDs）即半导体纳米晶体（NCs）由于具有独特的电子和发光性质以及量子点在生物标记,发光二极管，激光和太阳能电池等领域的应用成为大家关注的焦点。量子点尺寸大约为1-10 纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点”。1998 年, Alivisatos和Nie 两个研究小组首次解决了量子点作为生物探针的生物相容性问题, 他们利用MPA 将量子点从氯仿转移到水溶液，标志着量子点的生物应用的时代的到来。目前，量子点最引人瞩目的的应用领域之一就是在生物体系中做荧光探针。 与传统的有机染料相比，量子点具有无法比拟的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。通过调节不同的尺寸，可以获得不同发射波长的量子点。窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。 由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。量子点集中以上诸多优点是十分难得的，因此这就要求我们制备出宽吸收带，窄且对称的发射峰，高的量子产率稳定和良好生物兼容性的稳定量子点。 现在用作荧光探针的量子点主要有单核量子点（CdSe，CdTe，CdS）和核壳式量子点（CdSe/ZnS[39], CdSe/ZnSe[40]）。量子点的制备方法主要分为在水相体系中合成和在有机相体系中合成。本文主要以制备量子点的结构及合成方法为主线分为两部分：第一部分综述了近十几年量子点在有机相中的制备方法的演变历程，重点包括前体的选择，操作条件和合成量子点结构。第二部分介绍了近十几年量子点在水相中制备方法的改进历程，重点包括保护剂的选择及水热法及微波辅助法合成方法。 2．在有机体系中制备在有机相中制备量子点主要采用有机金属法，有机金属法是在高沸点的有机溶剂中利用前躯体热解制备量子点的方法，即将有机金属前躯体溶液注射进250～300℃的配体溶液中，前躯体在高温条件下迅速热解并成核，晶核缓慢生长成为纳米晶粒。通过配体的吸附作用阻滞晶核生长，并稳定存在于溶剂中。配体所采用的前躯体主要为烷基金属（如二甲基隔）和烷基非金属（如二-三甲基硅烷基硒）化合物，主配体为三辛基氧化膦（TOPO），溶剂兼次配体为三辛基膦（TOP）。这种方法制备量子点，具有可制备量子点的种类多、改进纳米颗粒性能的方法多及所量子点的量子产率高等优点，其粒径分布可用多种手段控制，因而成为目前制备量子点的主要方法。 2.1 单核量子点的制备1993 年，Murray 等采用有机金属试剂作为反应前驱物，在高温有机溶剂中通过调节反应温度，合成了量子产率约为10%、单分散(±5%)的CdSe 量子点。他们采用TOPO 作为有机配位溶剂，用Cd(CH3)2 和TOP-Se 作为反应前驱物，依次将其注入到剧烈搅拌的350℃TOPO 溶液中，在短时间内生成大量的CdSe 纳米颗粒晶核，然后迅速降温至240℃以阻止CdSe 纳米颗粒继续成核，随后升温到260～280℃并维持一段时间，根据其吸收光谱监测晶体的生长，当晶体生长到所需要的尺寸时，将反应液冷却至60℃。加入丁醇防止TOPO 凝固，随后加入过量的甲醇，由于CdSe 纳米颗粒不溶于甲醇，通过离心便可得到CdSe 纳米颗粒。通过改变温度，可以将粒径控制在2.4～13nm 之间，且表面的TOPO 可以用吡啶、呋喃等代替。此后，Peng 等又通过进一步优化工艺条件,将两组体积不同，配比一定的Cd (CH3) 2、Se、TOP 的混合溶液先后快速注入高温TOPO 中的方法制得了棒状的CdSe量子点，从而扩展了该合成方法对量子点纳米晶粒形状的控制。利用这种
量子点LED专题报告 一、什么是量子点LED？ 量子点LED是把有机材料或者LED芯片和高效发光无机纳米晶体结合在一起而产生的具有新型结构的量子点有机发光器件。相对于传统的有机荧光粉，量子点具有发光波长可调（可覆盖可见和近红外波段）、荧光量子效率高（可大于90%）、颗粒尺寸小、色彩饱和度高、可 低价溶液加工、稳定性高等优点，尤其值得注意的是高色纯度的发光使得其色域已经可以超过HDTV标准色三角。因此基于量子点的发 光二极管，有望应用于下一代平板显示和照明。
表征量子点的光电参数: 1、光致发光谱（PL谱）：光致发光谱反映的是发射光波长与发光强度的关系。从PL谱上可以得到发光颜色的单色性、复合发光的机制、量子点的颗粒尺寸大小及分布均匀性、本征发射峰波长等基本光学信息。量子点光致发光谱的半高宽越窄，说明量子点的发光单色性越好，器件的缺陷和杂质复合发光越少。 2、紫外可见吸收谱：量子点的紫外可见吸收谱反映的是量子点对不同波长光的吸收程度，从谱中吸收峰的位置可计算出量子点的禁带宽度。量子点吸收谱的第一吸收峰与光致发光谱的发射峰的偏移是斯托
克斯位移，斯托克斯位移越大，量子点的自吸收越弱，量子点的荧光强度越高。 3、光致发光量子产率：量子点溶液的光致发光量子产率是通过与标准荧光物质（一般用罗丹明6G）的荧光强度对比而测出。量子点高的量子产率能有效提升器件的发光效率，但纯核量子点沉积成薄膜后量子产率将比在溶液中的量子产率下降1到2个数量级。量子点也存在荧光自淬灭现象，这是由存在于不均匀尺寸分布的量子点中的激子通过福斯特能量转移到非发光点进行非辐射复合所引起。 二、量子点LED在照明显示中的应用方案 量子点的发射峰窄、发光波长可调、荧光效率高、色彩饱和度好，非常适合用于显示器件的发光材料。量子点LED在照明显示领域中的应用方案主要包括两个方面：a、基于量子点光致发光特性的量子点背光源技术（QD-BLU，即光致量子点白光LED）；b、基于量子点电致发光特性的量子点发光二极管技术（QLED）。
β-环糊精- 环糊精的结构 环糊精(简称CD)系环糊精聚糖转位酶作用于淀粉后经水解环合而成的产物。为水溶性、非还原性的白色结晶粉沫，常见的有α、β、γ三种，分别由6、7、8个葡萄糖分子构成。其中以β-CD在水中溶解度最小，最易从水中析出结晶，故最为常用。 β-环糊精- β-环糊精包合的作用 ①可增加药物的溶解度，如薄荷油、桉叶油的β-CD包合物，其溶解度可增加30倍；②增加药物的稳定性，特别是一些易氧化、水解、挥发的药物形成包合物后，药物分子得到保护; ③液体药物粉末化，便于加工成其他剂型，如红花油、牡荆油β-CD包合物均呈粉末状：④减少刺激性，降低毒副作用，如5-氟尿嘧啶与β-CD包合后可基本恶心、呕吐状等反应：⑤掩盖不良气味，如大蒜油包合物可掩盖大蒜的嗅味；⑥可调节释药速度，提高生物利用度。β-环糊精- 环糊精的性质 β-环糊精 β-CD呈筒状结构，其两端与外部为亲水性，而筒的内部为疏水性，借范德华力将一些大小和形状合适的药物分子(如卤素、挥发油等)包含于环状结构中，形成超微囊状包合物外层的大分子(如β-CD、胆酸、淀粉、纤维素等)称为“主分子”，被包合于主分子之内的小分子物质称为“客分子”。 中文名称:β-环糊精中文别名:β-环状糊精;水合β-环状糊精;水合β-环糊精英文名称:beta-cyclodextrin英文别名:B-cyclodextrin crystalline; B-cyclodextrin cell culture tested; betadex; b-Cyclodextrin (1.02127); beta-Cyclodextrin hydrate; 5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydroxymethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxa octacyclo[31.2.2.2~3,6~.2~8,11~.2~13,16~.2~18,21~.2~23,26~.2~28,31~]nonatetracontane-36,37 ,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49-tetradecol (non-preferred name); (1S,3R,5R,6S,8R,10R,11S,13R,15R,16S,18R,20R,21S,23R,25R,26S,28R,30R,31S,33R,35R,36R, 37R,38R,39R,40R,41R,42R,43R,44R,45R,46R,47R,48R,49R)-5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydr oxymethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxaoctacyclo[31.2.2.2~3,6~.2~8,11~. 2~13,16~.2~18,21~.2~23,26~.2~28,31~]nonatetracontane-36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,4 8,49-tetradecol (non-preferred name); (1S,3R,5R,6S,8R,10R,11S,13R,15R,16S,18R,20R,21S,23R,25R,26S,28R,30R,31S,33R,35R,36R, 37R,38R,39R,40R,41R,42R,43R,44R,45R,46R,47R,49R)-5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydroxym ethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxaoctacyclo[31.2.2.2~3,6~.2~8,11~.2~13, 16~.2~18,21~.2~23,26~.2~28,31~]nonatetracontane-36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49-t etradecol (non-preferred name); 5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydroxymethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxa octacyclo[31.2.2.23,6.28,11.213,16.218,21.223,26.228,31]nonatetracontane-36,37,38,39,40,41,42, 43,44,45,46,47,48,49-tetradecol hydrate (1:1) (non-preferred name)CAS:7585-39-9;68168-23-0EINECS:231-493-2分子式:C42H72O36分子量:1152.9995安全术语:S24/25:; 物化性质:外观白色晶体粉末 熔点:298-300℃相对密度:-溶解性:18.5 g/L (25℃)用途:广泛应用于分离有机化合物及用于有机合成,也用作医药辅料、食品添加剂等 β-环糊精- 环糊精的制备方法
量子点的性质、合成及其表面修饰研究 【摘要】近年来，量子点作为一种重要材料在多个领域成为研究热点，本文分别从量子点的性质、合成及其表面修饰三个方面概括介绍了量子点。明确量子点具有荧光效率高，激发光谱宽，发射光谱窄、稳定性好等优点，是一种新型的纳米材料；通过有机相和无机相可制备不同的量子点，由于无机相制备过程能控制表面电荷，引入特殊官能团，故无机相制备应用更为广泛；通过对量子点的表面修饰，有效的改善量子点水溶性较差，不能与生物大分子直接作用的问题，使得量子点在生物方面的应用进一步加强。 【关键词】量子点；性质；合成；表面修饰 量子点主要是由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族元素组成的均一或核壳结构纳米颗粒，又称半导体纳米晶体。由于发生结构和性质发生宏观到微观的转变，其拥有独特的光、电、声、磁、催化效应，因此成为一类比较特殊的纳米材料。自1990年7月美国召开第一届纳米会议[1]，各国都在纳米技术方面给予巨大的投入，使得包括量子点技术在内的纳米技术飞速发展，其应用已突破原来的微电子和光电材料领域[2-3]。 1 量子点的基本特性 量子点的基本特性有：量子尺寸效应，表面效应，量子限域效应，宏观量子隧道效应，除此之外，量子点具有一些独特的光学效应[4]，这使得量子点较传统的荧光染料用来标记生物探针具有以下优势： （1）量子点具有宽的激发光谱范围，可以用波长短于发射光的光激发，并产生窄而对称的发射光谱，避免了相邻探测通道之间的干扰。而有机染料荧光分子激光光谱较窄，每一种荧光分子必须用固定波长的光来激发，而且产生的荧光峰较宽，且不对称，有些拖尾，这给区分不同的探针分子带来了困难，故很难用有机染料分子同时检测多种组分。 （2）量子点还可以“调色”，即通过调节同一组分粒径的大小或改变量子点的组成，使其荧光发射波长覆盖整个可见光区。尺寸越小，发射光的波长越小。因此可用一个激发光源同时激发多个不同尺寸的量子点，使它们发出不同颜色的光进行多通道检测。这样可以同时使用不同光谱特征的量子点，而发射光谱不出现交叠或者只有很小程度的重叠，使标记生物分子的荧光光谱的区分、识别都会变得更加容易。 （3）量子点的稳定性好，抗漂白能力强，荧光强度强，具有较高的发光效率。半导体量子点的表面上包覆一层其他的无机材料，可以对核心进行保护和提高发光效率，从而进一步提高光稳定性。Chan和Nie通过实验证明ZnS包覆的CdSe比罗丹明6G分子要亮20倍和稳定100～200倍，可以经受多次激发而其光学特性没有显著变化，且标记后对生物大分子的生理活性影响很小，因此为研
量子点总结
1．前言 在最近的几十年里，量子点（QDs）即半导体纳米晶体（NCs）由于具有独特的电子和发光性质以及量子点在生物标记,发光二极管，激光和太阳能电池等领域的应用成为大家关注的焦点。量子点尺寸大约为1-10 纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点”。1998 年 , Alivisatos 和 Nie 两个研究小组首次解决了量子点作为生物探针的生物相容性问题, 他们利用MPA 将量子点从氯仿转移到水溶液，标志着量子点的生物应用的时代的到来。目前，量子点最引人瞩目的的应用领域之一就是在生物体系中做荧光探针。 与传统的有机染料相比，量子点具有无法比拟的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。通过调节不同的尺寸，可以获得不同发
射波长的量子点。窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。 由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。量子点集中以上诸多优点是十分难得的，因此这就要求我们制备出宽吸收带，窄且对称的发射峰，高的量子产率稳定和良好生物兼容性的稳定量子点。 现在用作荧光探针的量子点主要有单核量子点（CdSe，CdTe，CdS）和核壳式量子点（CdSe/ZnS[39], CdSe/ZnSe[40]）。量子点的制备方法主要分为在水相体系中合成和在有机相体系中合成。本文主要以制备量子点的结构及合成方法为主线分为两部分：第一部分综述了近十几年量子点在有机相中的制备方法的演变历程，重点包括前体的选择，操作条件和合成量子点结构。第二部分介绍了近十几年量子点在水相中制备方法的改进历程，重点包括保护剂的选择及水热法及微波辅助法合成方法。
量子点发光材料综述 1.量子点简介 1.1量子点的概述 量子点(quantum dot, QD)是一种细化的纳米材料。纳米材料是指某一个维度上的尺寸小于100nm的材料，而量子点则是要求材料的尺寸在3个维度都要小于100nm[1]。更进一步的规定指出，量子点的半径必须要小于其对应体材料的激子波尔半径，其尺寸通常在1-10nm左右[2]。由于量子点半径小于对应体材料的激子波尔半径，量子点能表现出明显的量子点限域效应，此时载流子在三个方向上的运动受势垒约束，这种约束主要是由静电势、材料界面、半导体表面的作用或是三者的综合作用造成的。量子点中的电子和空穴被限域，使得连续的能带变成具有分子特性的分离能级结构[1]。这种分离结构使得量子点有了异于体材料的多种特性以及在多个领域里的特殊应用。 1.2量子点的特性 由于量子点中载流子运动受限，使得半导体的能带结构变成了具有分子原子特性的分离能级结构，表现出与对应体材料完全不同的光电特性。 1.2.1 量子尺寸效应 纳米粒子中的载流子运动由于受到空间的限制，能量发生量子化，连续能带变为分立的能级结构，带隙展宽，从而导致纳米颗粒的吸收和荧光光谱发生变化[3]。这种现象就是典型的量子尺寸效应。研究表明，随着量子点尺寸的缩小，其荧光将会发生蓝移，且尺寸越小效果越显著[4]。 1.2.2 表面效应 纳米颗粒的比表面积为A m=S V =4πR2 4 3 πR3 =3 R ，也就是说量子点比表面积随着颗 粒半径的减小而增大。量子点尺寸很小，拥有极大的比表面积，其性质很大程度上由其表面原子决定。当其表面拥有很大悬挂键或缺陷时，会对量子点的光学性质产生极大影响[5]。 1.2.3 量子隧道效应 量子隧道效应是基本的量子现象之一。简单来说，即当微观粒子(例如电子等)能量小于势垒高度时，该微观粒子仍然能越过势垒。当多个量子点形成有序阵列，载流子共同越过多个势垒时，在宏观上表现为导通状态。因此这种现象又
对于环糊精的研究 作者：陈凤萍，杨小雨，曹荭 环糊精(Cyclodexdrin，CD)是由环糊精葡萄糖基转移酶(CGT)作用于淀粉所产生的一组环状低聚糖。首次发现于1891年．薛定锷(Schardinger)完成了确定CD结构的研究，由于CD具有“内疏水，外亲水”的分子结构，又因CD是手性化合物，这种特殊分子结构赋予CD 与多种客体化合物形成包合物的能力，由此而形成主客体分子化学，从而使CD在各个领域中得以应用。本文着重介绍CD在医药、荧光和磷光、及食品环保方面的应用。 由于其分子结构特殊，故能与多种小分子形成包结配合物，大多数聚合物都具有良好的机械性能，易于加工成型。以化学键合或物理混合方法将环糊精引入聚合物结构中，则可形成一类既具有聚合物的良好性能，又保持环糊精结构特点的含环糊精聚合物[1]。因此，环糊精及其衍生物在化学分离、化学分析、医药、食品、农药等多种领域有着广泛的应用。目前，国内外学者对环糊精的研究大多数集中在环糊精分子的包结功能、合成功能新材料等方面。近年来，将环糊精引入到高分子膜内，利用环糊精的空腔等性状来强化膜分离性能成为了一个新的研究热点。 1.环糊精的种类 天然常见的环糊精有三种，即β-CD、α-CD、γ-CD。含6个葡萄糖单位的α-CD因环筒太小(内径约5.2A)，不适于大多数药物分子被包合；α-CD、γ-CD则有足够的环筒空间(内径分别约为6.4A和8.3A)来包合体积相对较大一些的客体，因而能与许多药物分子形成稳定的包合物。其中，又以β-CD应用最广，这是因为目前只有β-CD具有工业化大生产规模：但是，β-CD的水溶解度较低(25℃，1.8g／100m1)因此药物β-CD包合物的水溶解度最大也不过1.8g／100m1。这也就使得β-CD在应用受到限制。 2.环糊精目前的现状 2.1环糊精在生态环境中的应用 由于13一环糊精的空腔内侧的两圈氖原子(H一 3和H一5)及一圈糖苷键的氧原子 处于C—H键屏蔽之下，环糊精内腔是疏水的，而环糊精分子的外侧边框则由于羟基的聚集而呈亲水性。利用这种特殊的分子结构，环糊精可以与多种客体化合物形成包合物，因而在生态环境领域，p环糊精的应用研究也成了热点。农药污染物治理、农药残留检测随着科技的进步，农药在农业上得到了广泛应用，但由于多数属于疏水性农药，易被土壤胶体吸附，导致其在土壤中传输、降解困难，从而造成农药的积累、残留[2]。8-环糊精及其衍生物在分解农药残留物方面已显示了其巨大的潜力[3]。 Kamiyam等研究发现8_环糊精对对氧磷的降解有明显的促进作用。他们通过实验表明，8-环糊精在含 有腐殖酸的水溶液中可促进光诱导自由基的生成，并对其具有包结作用，从而引发农药光降解反应。近年来，农药在水体、粮食、食品、果蔬等方面的残留已引起人们高度 重视，对农药残留量进行的快速准确的检测已成为当今研究的一个重点。李满秀等[4] 在p环糊精与氯氰菊酯的超分子相互作用的基础上，建立了氯氰菊酯的荧光分析法。其实验表明，当氯氰菊酯浓度在o．04～o．2 弘g／mL范围内，荧光强度与其符合较好的 线性关系，检测限为o．024肚g／mL。 1．2土壤改性由于污染的加剧，土壤中沉积 了大量的有害重金属离子，严重降低了土壤质量。 2.2现代药物技术应用 随着现代科学技术和生物学技术的发展，环糊精工业化的生产中得到广泛应用，大大降低了生产成本，尤其是在中药学领域的应用与发展，其应用范围更加普遍。传统的中药
科技信息2011年第29期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 0引言 近年来半导体材料科学主要朝两个方向发展:一方面是不断探索扩展新的半导体材料,即所谓材料工程;另一方面是逐步从高维到低维深入研究己知半导体材料体系,这就是能带工程。半导体量子点就是通过改变其尺寸实现能级的改变,达到应用的目的,这就是半导体量子点能带工程。半导体量子点是由少量原子组成的准零维纳米量子结构,原子数目通常在几个到几百个之间,三个维度的尺寸都小于100纳米。载流子在量子点的三个维度上运动受尺寸效应限制,量子效应非常显著。在量子点中,由于量子限制效应作用,其载流子的能级类似原子有不连续的能级结构,所以量子点又叫人造原子。由于特殊能级结构,使得量子点表现出独特的物理性质,如量子尺寸效应、量子遂穿效应、库仑阻塞效应、表面量子效应、量子干涉效应、多体相关和非线性光学效应等,它对于基础物理研究和新型电子和光电器件都有很重要的意义,量子点材料生长和器件应用研究一直是科学界的热点之一[1]。 1量子点制备方法 目前对量子点的制备有很多方法,主要有外延技术生长法、溶胶-凝胶法(Sol-gel 和化学腐蚀法等,下面简单介绍这几种制备方法: 1.1外延技术法 外延技术法制备半导体量子点,主要是利用当前先进的分子束外延(MBE、金属有机物分子束外延(MOCVD和化学束外延(CBE等技术通过自组装生长机理,在特定的生长条件下,在晶格失配的半导体衬底上通过异质外延来实现半导体量子点的生长,在异质外延外延中,当外延材料的生长达到一定厚度后,为了释放外延材料晶格失配产生的应力能,外延材料就会形成半导体量子点,其大小跟材料的晶格失配度、外延过程中的条件控制有很大的关系,外延技术这是目前获得高质量半导体量子点比较普遍的方法,缺点是对半导体量子点的生长都是在高真空或超高真空下进行,使得材料生长成本非常高。1.2胶体法
环糊精在医药中的应用 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
糊精定义： 淀粉在受到加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时，将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质，这时的中间小分子物质，人们就把它叫做糊精。 β-环糊精(简称β-CD)是一种新型的药物包合材料，具环状中空筒型、环外亲水、环内疏水的特殊结构和性质。由于其特殊的空间结构和性质，能与许多物质、特别是脂溶性物质形成包合物，目前被广泛应用于业和食品业， 环糊精的成分与作用： 环糊精是环糊精转葡萄糖基酶（CGTase）作用于淀粉的产物，是由六个以上葡萄糖以α—1,4—糖苷键连结的环状寡聚糖，其中最常见、研究最多的是α-环糊精（α-cyclodextrin）、β-环糊精（β-cyclodextrin）、γ-环糊精（γ-cyclodextrin），分别由六个、七个和八个葡萄糖分子构成，是相对大和相对柔性的分子。经X射线衍射和核磁共振研究，证明环糊精分子成锥柱状或圆锥状花环，有许多可旋转的键和羟基，内有一个空腔，表观外型类似于接导管的橡胶塞。空腔内部排列着配糖氧桥原子，氧原子的非键电子对指向中心，使空腔内部具有很高的电子密度，表现出部分路易斯碱的性质。分子构型为葡萄糖的C-1椅式构型，在它的圆筒内部有-CH-葡萄糖苷结合的O原子，故呈疏水性。葡萄糖的2位和3位的-OH基在圆筒的一端开口处，6位的-OH基在圆筒的另一端开口处，所以圆筒的二端开口处都呈亲水性，这样，环糊精的筒形体的内部上层、中层、下层由不同的基团组成． 环糊精的性质有点类似淀粉，可以贮存多年不变质。在强碱性溶液中也可稳定存在，在酸性溶液中则部分水解成葡萄糖和非环麦芽糖。由于环糊精没有还原性末端，总的来说，其反应活性是比较低的，只有少数的酶能是它明显水解。环糊精在室温下的的溶解度从-25.6克不等，水溶液具有旋光性。环糊精的稳定性一般，200摄氏度左右时分解。 医药行业中糊精可作为药用糖的增稠剂和稳定剂也可作为片剂或冲剂的赋形剂和填充剂。 β—环状糊精及其应用 一、性能与特点： 倍他环糊精（β—环状糊精）是葡萄糖基转移酶作用于淀粉的产物，是白色结晶性粉末，是由7个葡萄糖单位经α糖键连接成环形结构的糊精。分子中间形成一个穴洞，穴洞具有独特的包接功能，能与许多种物质形
摘要 本文综述了基于环糊精包结络合作用的大分子自组装的研究进展,包括: (1) 线型、梳型、多臂星型或超支化聚合物与环糊精或其二聚体自组装形成多聚轮烷(分子项链) 、多聚准轮烷、双多聚(准) 轮烷、分子管、双分子管、超分子凝胶及其应用; (2) 桥联环糊精与桥联客体分子自组装制备线型或超支化超分子聚合物; (3) 温度、pH 值、光及客体分子刺激响应智能体系; (4) 通过亲水性的环糊精线型均聚物与含金刚烷的疏水性聚合物之间的包结络合作用来制备高分子胶束及其空心球等。 关键词环糊精自组装包结络合 引言 环糊精(cyclodextrins , cycloamyloses , 通常简称为CDs) 是一类由D2吡喃葡萄糖单元通过α21 , 4 糖苷键首尾连接而成的大环化合物,常见的α2、β2和γ2环糊精分别有6、7 和8 个葡萄糖单元[1 ] 。其分子结构如图1 所示[2 ] 。由于每一个吡喃葡萄糖单元都是4C1椅式构象,整个分子呈截顶圆锥状腔体结构。 本文结合本课题组近期相关的研究工作,着重阐述基于环糊精包结络合作用的各种分子自组装行为。 2. CDs 包结络合作用的选择性 从本质上看, 主客体化学的基本意义源于酶和 底物间的相互作用, 这种作用常被理解为锁和匙 之间的相互匹配关系,即主体和客体分子间的构 互补和分子识别关系。显然, 作为主体的CDs 客 体分子形成包合物的一个基本要求是尺寸的匹配, 即、对体积的选择性。 一般来说,α2CD 的空腔尺寸适合包结单环芳烃(苯、苯酚等) ,也可与偶氮苯衍生物客体分子形成稳定的包结物,同时它更适合与筒状或球状客体分子。 3.自组装超分子聚合( Supramolecular Polymer) 超分子聚合物是单体单元之间经可逆的和方向 性的次价键相互作用连接而成的聚合物[31 ] 。超分 子聚合物的合成(超分子聚合) 涉及互补单体通过分
中国科学: 化学 2010年第40卷第4期: 322 ~ 330 SCIENTIA SINICA Chimica https://www.doczj.com/doc/aa6732907.html, https://www.doczj.com/doc/aa6732907.html, 《中国科学》杂志社SCIENCE CHINA PRESS 论文 MAA修饰ZnO量子点及其发光特性 庄稼*, 刘猛, 刘汉斌 西南石油大学材料科学与工程学院, 成都 610500 *通讯作者, E-mail: zhuangjia@https://www.doczj.com/doc/aa6732907.html, 收稿日期: 2009-02-23; 接受日期: 2009-04-16 摘要以ZnAc2·2H2O为原料, 在乙醇中通过70 ℃回流4 h, 得到ZnO前驱物, 与LiOH·H2O 反应, 制备出ZnO. 采用巯基乙酸(mercaptoacetic acid, MAA)对所合成的ZnO进行表面修饰, 修饰后的产物经SEM和XRD表征, 证明获得了物相单一、近似球状、粒径为4.6 nm的ZnO量子点. 借助紫外-可见和荧光分析, 研究了MAA对该量子点的修饰效果, 探讨了设置条件下ZnO 的发光机理和性质. 发现该实验体系之所以产生荧光表面缺陷发射峰消失和激子发射峰明显增加的光学现象, 是因为MAA有效地覆盖了ZnO的表面缺陷, 并稳定包裹住ZnO粒子. 同时还研究了MAA加量、温度、电解质对修饰产物发光性能的影响, 发现经MAA修饰后的ZnO量子点具有较强的荧光发光性能、良好的长期陈放稳定性, 以及一定的抗电解质影响能力. 研究结果对ZnO量子点应用于生物分析具有重要参考价值. 关键词ZnO量子点巯基乙酸表面修饰发光特性 1 引言 由于量子点在电子信息、生物分析等方面的应用价值提升, 近年来引起人们对其制备研究的高度重视[1~4], 目前报道较多的量子点研究主要有CdS, ZnS, CdSe、ZnTe、HgSe、CdS、CdTe、InAs、GaAs等[5~15].这些量子点具有激发光谱宽、可实现多种荧光光谱、较大的斯托克斯位移和较好的生物分析等特性. 但这些量子点从应用和环保角度来看, 在获得生物相容性好、无毒性影响,荧光亮度高、稳定不变、水溶性好的性能方面还有不少问题有待解决[16~18]. ZnO量子点具有优良的光学及电学性能, 对环境无害无毒, 能产生明显的量子限域效应等优点[19~22]. 但由于ZnO量子点在制备时具有大的比表面积, 高的表面活性, 很容易团聚在一起形成带有若干弱连接界面、尺寸较大的团聚体; 而且有关半导体纳米粒子表面形态的研究指出, 形貌不规则, 存在着许多缺陷, 这些问题都会影响ZnO量子点的发光性质. 为此本文在稳定剂的协同作用下, 采用巯基乙酸(MAA)对ZnO量子点表面进行修饰, 实现巯基与Zn2+离子间的强配位作用, 让MAA包覆在量子点表面, 这样做可实现: (1)粒子表面钝化, 避免量子点间的团聚; (2)消除表面缺陷, 使ZnO量子点表面的非辐射电子-空穴(e?/h+)复合尽量减小, 明显增强激子荧光发射, 改善和提高发光性能; (3)引入可以与生物分子反应的基团, 使ZnO量子点具有偶联生物分子的功能. 因此所制备的无毒性的ZnO量子点, 在水溶液中具有良好的稳定性及发光性能, 不随陈化时间的改变发生团聚, 而且ZnO量子的紫外激子发光性能明显增强, 表面缺陷态荧光发射几乎消失. 2 实验 2.1 试剂与仪器 ZnAc2·2H2O(分子量219.50)、无水乙醇(分子量46.07)、六偏磷酸钠(分子量611.76), 成都科龙化工试剂厂; 巯基乙酸(MAA, 分子量92.11), 重庆北碚化
环糊精（CD） 环糊精（Cyclodextrin，简称CD）是淀粉在淀粉酶作用下生成的环状低聚糖的总称，从结构上看，它们是由6-8个D-（+）-吡喃葡萄糖以α1，4-糖苷键连接而成的一类环状低聚糖化合物。根据构象能的计算，小于六个低聚糖环形成的大环由于空间位阻是不稳定的。常见的环糊精有α-CD，β-CD和γ-CD，它们分别由六、七、八个吡喃糖环组成，其结构式及孔洞大小由图4-9所示。环糊精分子的外形象一个面包圈，环中所有葡萄糖单元都保持椅式构象。也有人把环糊精比喻成一个没底的盘，从侧面看呈倒梯形，上圈比下圈稍大。整个环糊精分子围成一个空腔，腔内除了醚键之外就是碳氢键，所以内孔具有相对憎水性。环糊精上的羟基向分子外伸展，使外表面具有亲水性，且能溶于水中。α-CD，β-CD 和γ-CD内空腔的直径分别为0.5nm、0.65nm和0.85nm。环糊精分子中每一个葡萄糖单元上的仲羟基与相邻葡萄糖单元上的仲羟基形成氢键，因此形成环糊精分子的动力也是由于氢键的作用。环糊精最吸引人的特点是其作为主体的能力，它可以和很多种客体物质形成包含化合物。在包合物中，化合物被包在环糊精的空腔中。从稀有气体，非极性及极性无机、有机化合物到有机、无机离子，以及众多芳香化合物的苯环和脂肪族化合物的非极性的烃链都可以进入环糊精的空腔，一般形成1 :1包合物。另外作为主体的环糊精与客体分子形成包合物的一个基本要求是尺寸的匹配，即对体积的选择性，见表4-3。 表4-3 环糊精空腔与客体分子体积之间的关系 环糊精葡萄糖 单元数空腔内部 直径/nm 环的 大小 匹配的客体分子 α- β- γ-6 7 8 0.5 0.65 0.85 30 35 40 苯，苯酚 萘，1-苯胺基-8-磺酸萘 蒽，冠醚，1-苯胺基-8-磺酸蒽 高分子和CD包含化合物的研究起步于70年代末。近来Harada的工作具有代表性。90年代初他们发现CD可以和一些极性高分子，如PEO，PPO及PVME 形成结晶性包含化合物，其产率和CD的大小及高分子的极性有关，基本数据如表4-4所示。+ 表示产率较高，+ + 表示很高，- 表示产率极低。这种选择性可以用来分离高分子混合物以及嵌段化合物和均聚物的混合物。在β-CD中合成的PAN具有立规度选择性，当β-CD和PAN比例增加时，等规度提高。CD和非极性及离子型高分子也可以形成络合物。 表4-4 环糊精与其它高分子形成的固态络合物 αβγ PEO PPO PVME PIB + + - - - - + + - + + + + + + + CD-高分子，和尿素-高分子的包含化合物的形成有很大差别。尿素-高分子包含化合物是一边形成主体网络，一边包含高分子链，而CD-高分子包含化合物是中空圆台形CD逐渐穿入高分子。这种超分子组装文献中又称为分子项链。这
量子点的制备方法综述及展望 1．前言 在最近的几十年里，量子点（QDs）即半导体纳米晶体（NCs）由于具有独特的电子和发光性质以及量子点在生物标记,发光二极管，激光和太阳能电池等领域的应用成为大家关注的焦点。英语论文。 量子点尺寸大约为1-10 纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点” 。1998 年 , Alivisatos和 Nie 两个研究小组首次解决了量子点作为生物探针的生物相容性问题, 他们利用MPA 将量子点从氯仿转移到水溶液，标志着量子点的生物应用的时代的到来。目前，量子点最引人瞩目的的应用领域之一就是在生物体系中做荧光探针。 与传统的有机染料相比，量子点具有无法比拟的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。通过调节不同的尺寸，可以获得不同发射波长的量子点。窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。 由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。硕士网为你提供计算机硕士论文。 量子点集中以上诸多优点是十分难得的，因此这就要求我们制备出宽吸收带，窄且对称的发射峰，高的量子产率稳定和良好生物兼容性的稳定量子点。 现在用作荧光探针的量子点主要有单核量子点（CdSe，CdTe，CdS）和核壳式量子点（CdSe/ZnS[39], CdSe/ZnSe[40]）。量子点的制备方法主要分为在水相体系中合成和在有机相体系中合成。 本文主要以制备量子点的结构及合成方法为主线分为两部分：第一部分综述了近十几年量子点在有机相中的制备方法的演变历程，重点包括前体的选择，操作条件和合成量子点结构。第二部分介绍了近十几年量子点在水相中制备方法的改进历程，重点包括保护剂的选择及水热法及微波辅助法合成方法。 2．在有机体系中制备在有机相中制备量子点主要采用有机金属法，有机金属法是在高沸点的有机溶剂中利用前躯体热解制备量子点的方法，即将有机金属前躯体溶液注射进250～300℃的配体溶液中，前躯体在高温条件下迅速热解并成核，晶核缓慢生长成为纳米晶粒。通过配体的吸附作用阻滞晶核生长，并稳定存在于溶剂中。配体所采用的前躯体主要为烷基金属（如二甲基隔）和烷基非金属（如二-三甲基硅烷基硒）化合物，主配体为三辛基氧化膦（TOPO），溶剂兼次配体为三辛基膦（TOP）。这种方法制备量子点，具有可制备量子点的种类多、改进纳米颗粒性能的方法多及所量子点的量子产率高等优点，其粒径分布可用多种手段控制，因而成为目前制备量子点的主要方法。 2.1 单核量子点的制备1993 年，Murray 等采用有机金属试剂作为反应前驱物，在高温有机溶剂中通过调节反应温度，合成了量子产率约为10%、单分散(± 5%)的CdSe 量子点。他们采用TOPO 作为有机配位溶剂，用Cd(CH3)2 和TOP-Se 作为反应前驱物，依次将其注入到剧烈搅拌 的350℃TOPO 溶液中，在短时间内生成大量的CdSe 纳米颗粒晶核，然后迅速降温至240℃以阻止CdSe 纳米颗粒继续成核，随后升温 到260～280℃并维持一段时间，根据其吸收光谱监测晶体的生长，当晶体生长到所需要的尺寸时，将反应液冷却至60℃。加入丁醇防止TOPO 凝固，随后加入过量的甲醇，由于CdSe 纳米颗粒不溶于甲醇，通过离心便可得到CdSe 纳米颗粒。通过改变温度，可以将粒径控制在2.4～13nm 之间，且表面的TOPO 可以用吡啶、呋喃等代替。此后，Peng 等又通过进一步优化工艺条件 ,将两组体积不同，配比一定的Cd (CH3) 2、 Se、TOP 的混合溶液先后快速注入高温 TOPO 中的方法制得了棒状的 CdSe量子点，从而扩展了该合成方法对量子点纳米晶粒形状的控制。利用这种方法合成的量子点受到杂质和晶格缺陷的影响，因此量子产率较低。由于Te 更容易被氧化，所以制备高质量的CdTe 要比制备CdSe，CdS 难得多。2001 年，Dmitri.V 等用DDA(十二胺)代替TOPO作反应溶剂合成高质量的CdTe 量子点，量子产率可达65%，且窄的发射光谱覆盖红色和绿色
β环糊精及其衍生物包合原理与制药技术 资料来源：超星电子图书馆藏书\<药剂学>第四版\毕殿洲主编 第六章制剂新技术(P108-112)\陆彬编著 制剂新技术涉及范围广，内容多。本章仅对目前在制剂中应用较成熟，且能改变药物的物理性质或释放性能的新技术进行讨论，内容有包合技术、固体分散技术以及微型包囊技术。 包合技术在药剂学中的应用很广泛。包合技术系指一种分子被包嵌于另一种分子的空穴结构内，形成包合物(inClusion Compound)的技术。这种包合物是由主分子(host mo1eCule)和客分子(guest moleCule)两种组分加合组成，主分子具有较大的空穴结构，足以将客分子容纳在内，形成分子囊(mo1eCule Capsule)。药物作为客分子经包合后，溶解度增大，稳定性提高，液体药物可粉末化，可防止挥发性成分挥发，掩盖药物的不良气味或味道，调节释药速率，提高药物的生物利用度，降低药物的刺激性与毒副作用等。如难溶性药物前列腺素E 经包合后溶解度大大提高，并可制成粉针剂。盐酸雷尼替丁具有不良臭味，可制成包合物2 加以改善[1]，可提高病人用药的顺从性。陈皮挥发油制成包合物后，可粉末化且可防止挥发[2]。诺氟沙星难溶于水，口服生物利用度低。制成诺氮沙星-β环糊精包合物胶囊[3]，该胶囊起效快，相对生物利用度提高到141.6％。用研磨法制得维A酸-β环糊精包合物后[4]，包合物稳定性明显提高，副作用的发生率明显降低。硝酸异山梨醇酯-二甲基β环糊精包合物片剂血药水平可维持相当长时间，说明包合物具有明显的缓释性。目前利用包合技术生产且已上市的产品有碘口含片、吡罗昔康片、螺内酯片以及可遮盖舌部麻木副作用的磷酸苯丙哌林片等。 包合物能否形成及其是否稳定，主要取决于主分子和客分子的立体结构和二者的极性：客分子必须和主分子的空穴形状和大小相适应，包合物的稳定性主要取决于两组分间的范德华力。包合过程是物理过程而不是化学反应。包合物中主分子和客分子的比例一般为非化学计量，这是由于客分子的最大填入量虽由客分子的大小和主分子的空穴数决定，但这些空穴并不一定完全被客分子占据，主、客分子数之比可在较大的范围内变动。客分子比例极大时的组成式可用(nH)(mG)表示*其中H和G分别表示主分子和客分子组分，n为每一个单位中H的分子数，m为每一个单位空穴所能容纳G分子的最大数目。 包合物根据主分子的构成可分为多分子包合物、单分子包合物和大分子包合物；根据主分子形成空穴的几何形状又分为管形包合物、笼形包合物和层状包合物。 溶剂化物与包合物虽有许多相似处，但溶剂化物受化学计量约束，也不存在包合物的空穴结构。 包合物中处于包合外层的主分子物质称为包合材料，通常可用环糊精、胆酸、淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等作包合材料。制剂中目前常用的，也是本节介绍的是环糊精及其衍生物。 (一)环糊精 环彻精(CyClodextrin，CYD)系指淀粉用嗜碱性芽胞杆菌经培养得到的环糊精葡萄糖转位酶(CyClodextrin g1uCanotransferase)作用后形成的产物，是由6-12个D-葡萄糖分子以l，4-糖苷键连接的环状低聚糖化合物，为水溶性的非还原性白色结晶状粉末，结构为中空圆筒形，其俯视图如图6-1。对酸不太稳定，易发生酸解而破坏圆筒形结构。常见有α、β、γ三种。分别由6、7、8个葡萄糖分子构成。 经x射线衍射和核磁共振证实，α-CYD的立体结构如图6-2。由于2、3位上的-OH基排列在空穴的开口处或空穴的外部，而6位上的-OH基排列在空穴的另一端开口处，开口处呈亲水性。6位上的-CH2基以及葡萄糖苷结合的氧原子，则排列在空穴的内部呈疏水性。这表明CYD的上、中、下三层分别由不同的基团组成。