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本文系统地研究了卟啉分子和生物大分子有序超薄膜之间的相互作用。文章中所采用的这一类生物大分子本身是聚电解质可以和带相反电荷的聚电解质通过层状沉积技术组装成有序超薄膜,离子型卟啉分子通过调节适当的pH值可以很容易地被吸附到这种有序超薄膜中,形成了超分子薄膜体系。
在DNA有序超薄膜中,非手性的阳离子型卟啉分子(TMPyP)可以嵌入到DNA的碱基对中而被诱导出手性,这种诱导手性可以通过外界的酸性气体的作用而被擦去,再通过碱性气体和水蒸气的作用而使得诱导手性复原,这一过程可以重复多次而形成一手性开关。TMPyP分子在DNA薄膜中的吸附量可以通过调节TMPyP溶液的pH值而加以控制,TMPyP在碱性条件下可以很快被吸附到薄膜中,并且随着pH值的增加,TMPyP在薄膜中的吸附量越来越大。在酸性条件下,TMPyP很容易从薄膜中脱附出来,并且随着pH值的减小释放速度越来越快,释放量也越来越大。阴离子型卟啉分子TPPS在酸性条件下也可以被吸附到DNA薄膜中,在薄膜中TPPS可以自组装成聚集体,这种聚集体具有手性并且手性的方向受到DNA的控制,是负手性。TPPS也可以被吸附到已经吸附了TMPyP的DNA薄膜中,在此种薄膜中也可以自组装成聚集体,此时由于TMPyP的spacer效应而将DNA的手性传递给TPPS聚集体,因此聚集体的手性显示为正的手性。
研究了在聚谷氨酸(PGA)层状沉积有序超薄膜中阴阳离子型卟啉分子的诱导手性。结果表明如果将薄膜交替的浸入到阴、阳离子卟啉溶液中,阴阳离子卟啉就会在薄膜中形成复合物。这一稳定的复合物复制了PGA模板的手性并可以进一步将吸附进来的卟啉诱导成手性。这样就可以不但诱导出TMPyP和TPPS聚集体的手性,而且还可以控制它们的手性方向。
发现了一种新的组装小分子成膜的方法。利用一种具有光反应活性的重氮树脂作为助剂,将小分子物质和这种助剂混合,采用层状沉积技术的组装步骤,可以将助剂和小分子物质同时组装成有序超薄膜,在这种有序超薄膜中,小分子物质仍然可以保持其本身的性质不变。