Galvenā vērtībafenilborskābeatrodas tā unikālajās bora atoma tukšajās orbitālēs, kurās ir elektronu-deficīts, kas ļauj tam veikt atgriezenisku kovalentu saistīšanos ar molekulām, kas satur cis-diola struktūras (piemēram, glikozi). Šī šķietami vienkāršā ķīmiskā īpašība ir kļuvusi par mūsdienu nepārtrauktas glikozes kontroles tehnoloģijas stūrakmeni - tā aizstāj tradicionālo enzīmu metodi un nodrošina ilgstošu-stabilu dinamisku audu šķidruma glikozes uztveršanu bez biežas kalibrēšanas. Ārpus medicīnas jomas tā ir arī smalka "molekulārā atslēga": zāļu piegādes sistēmās tā var saprātīgi atbrīvot zāles, reaģējot uz cukura līmeņa izmaiņām asinīs; materiālzinātnē tas konstruē paš-labojošus dinamiskus kovalentos tīklus; ķīmiskajā bioloģijā to izmanto glikoproteīnu uztveršanai un analīzei. Tāpēc fenilborskābe ir ne tikai ķīmiska molekula, bet arī universāls molekulārs rīks, kas savieno ķīmiju, bioloģiju un materiālu zinātni, pārvēršot mikroskopiskās atpazīšanas uzvedību makroskopiskās viedās funkcijās.
|
Ķīmiskā formula |
C6H7BO2 |
|
Precīza Mise |
122 |
|
Molekulmasa |
122 |
|
m/z |
122 (100.0%), 121 (24.8%), 123 (6.5%), 122 (1.6%) |
|
Elementu analīze |
C, 59.10; H, 5.79; B, 8.87; O, 26.24 |
|
|
|
Cukura diabēts ir vielmaiņas slimība ar vairākiem cēloņiem, ko raksturo hroniska hiperglikēmija, ko pavada cukura, tauku un olbaltumvielu vielmaiņas traucējumi, ko izraisa insulīna sekrēcija un/vai funkcionālie defekti. Pacientiem ar insulīnatkarīgu cukura diabētu ir nepieciešama ilgstoša subkutāna insulīna injekcija, kas padara ārstēšanas panesamību ļoti vāju. Glikozes līmeņa noteikšanas pašregulējošā insulīna ievadīšanas sistēma var pielāgot izdalītā insulīna daudzumu atbilstoši glikozes koncentrācijai asinīs, tādējādi palielinot ārstēšanas toleranci un novēršot hipoglikēmijas rašanos. Tas ir ideāls administrēšanas veids.
Tas var veidot kompleksu ar glikozi, tāpēc pēdējos gados tas ir ieviests zāļu nesēju sistēmā kā monomērs, kas reaģē uz glikozes koncentrāciju, lai autonomi regulētu insulīna izdalīšanos. Insulīns tika glikozilēts un saistīts ar gēla mikrosfērām, kas satur 4% (mo1). Ja ir glikoze, glikozilētais insulīns nokrīt, jo tas konkurē arfenilborskābevietnes.
Viņi atklāja, ka nelielas glikozes koncentrācijas izmaiņas izraisītu ātru insulīna izdalīšanos, un tas varētu sasniegt pulsa izdalīšanos, mainot glikozes koncentrācijas impulsu. Aminogrupu ievadīšana fenilborskābes gēlā var uzlabot fenilborskābes jonu stabilitāti, palielināt fenilborskābes kompleksu skaitu fizioloģiskos pH apstākļos, palielināt insulīna slodzi un reaģēt uz glikozes izdalīšanos līdz 120 stundām.
Gandrīz visas bioloģiskās šūnu membrānas satur glikozilētas vielas, piemēram, glikolipīdus vai glikoproteīnus, ar dažādu skaitu hidroksilgrupu (piemēram, gangliozīdi ir keramīdi ar dažādu cukura atlikumu skaitu), tāpēc tiem ir saistīšanās vietas ar to. Šī īpašība padara PBA pielietojumu audu inženierijā arvien rūpīgāku. Tika pētīta PAPBA saistīšanās ar JV acetilneiramīnskābi (Neu5Ac, siālskābe) dažādos pH šķīdumos.
Pētījumi liecina, ka C dēļ 5-pozīcijas aminogrupai ir stabila ietekme uz bora atomu. Pie fizioloģiskās pH vērtības 7-4 PAPBA un Neu5Ac saistīšanās konstante ir 7 reizes lielāka nekā PAPBA un glikozei.
Tas norāda, ka Neu5Ac var būt galvenais receptors mijiedarbībā starptoun biofilma. Ar to tika uzpotēts polis (L). un polietilēnglikola (PEG), attiecīgi lizīna (PLL) skelets. PBA kā kopolimēra saistīšanās vieta var saistīties ar cis hidroksilgrupām uz receptoriem, piemēram, glikolipīdiem un glikoproteīniem uz bioplēves, savukārt PEG ir nesaistošā vieta.
Punkts, var novērst svešu lektīnu un antivielu saistīšanos. Pielāgojot PBA un PEG saturu kopolimērā, to var stabili saistīt ar šūnu un ārpus šūnas izveidot PEG aizsargslāni. Tāpēc šo kopolimēru var izmantot, lai novērstu šūnu agregāciju, ko izraisa antivielu adhēzija ar sarkanajām asins šūnām pēc asins pārliešanas, kā arī novērstu neitrofilu adhēziju ar asinsvadu endotēlija šūnām pēc reperfūzijas.
Tas var sadarboties ar polihidroksi savienojumiem, kas padara to daudz pielietojamu bioloģisko vielu atdalīšanai. Hromatogrāfiskās atdalīšanas metodē tiek ieviesta viņiem monomēram stacionārajā fāzē ir laba atdalīšanas ietekme uz polisaharīdiem, glikolipīdiem, nukleotīdiem un citām vielām. To saturošas homogēnas porainas daļiņas ar daļiņu izmēru aptuveni 10 µm tika sagatavotas ar "daudzpakāpju mikrosuspensijas polimerizāciju". Tika pētīta B. nikotīnamīda adenīna dinukleotīda (~NAD) adsorbcijas un desorbcijas izturēšanās dihidroksi savienojumiem, izmantojot to kā paraugmolekulu.
Viendabīgās daļiņas var izmantot kā afinitātes augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfijas stacionāro fāzi, lai uzlabotu plūsmas parametrus un atdalīšanas efektivitāti hromatogrāfijas kolonnā, ko paredzēts izmantot glikoproteīnu atdalīšanai un noteikšanai plazmā. To var arī ievadīt membrānas atdalīšanā. Fruktozes atdalīšanas iespēja no fermentācijas tvertnes, izmantojot nesošo šķidro membrānu, kas saturtotika pētīts monomērs. Tika konstatēts, ka dobu šķiedru membrānas fruktozes/glikozes selektīvās atdalīšanas koeficients varētu sasniegt 20. Lai gan ir vēl vairāk jāuzlabo membrānas stabilitāte un plūsmas ātrums, membrānai joprojām ir labas pielietošanas iespējas.
Ir ziņots, ka tas tika ievadīts sensorā polisaharīda un citu hidroksilvielu kvantitatīvā noteikšanai. To un citus monomērus izmanto, lai izveidotu plēvi uz zelta elektroda virsmas. Kadfenilborskābesavienojas ar cukuriem šķīdumā, mainās plēves elektrolīta īpašība, izraisot izmaiņas strāvā, un šīs izmaiņas ir saistītas ar cukuru koncentrāciju, ko var izmantot polisaharīdu kvantitatīvā noteikšanai. Turklāt tos saturošie merkaptāna savienojumi tika sintezēti un samontēti uz zelta virsmas, veidojot paš-samontētu TGA-PBA/Au plēvi, kas var nodrošināt monosaharīdu noteikšanu ar augstu jutību.
No otras puses, tas tiek ievadīts gēla substrātā, un tiek novērota sistēmas hologramma: savienojot ar to glikozi un citas vielas, gēls izplešas, kā rezultātā rodas hologrammas difrakcijas viļņa garuma sarkanā nobīde. Šo īpašību var izmantot, lai kvantitatīvi noteiktu glikozes koncentrāciju. Sistēmu var izmantot šūnu augšanas uzraudzībai-reāllaikā. Ja bioloģiski saderīgus materiālus izmanto kā gēla substrātus, tos var izmantot kā selektīvus hologrāfiskus sensorus glikozes koncentrācijai ķermeņa šķidrumos. Ja tiek ievadīta fluorescējoša grupato, tā saistīšanās ar glikozi un citām vielām izraisīs fluorescences izmaiņas. Pamatojoties uz šo īpašību, var izstrādāt jutīgāku fluorescences metodi, lai noteiktu glikozi un citas vielas.
Šajā jomā ir veikti daudzi pētījumi un saistīti pārskati. Tā kā glikozes koncentrācija asinīs ir ļoti svarīga diabēta diagnosticēšanai un ārstēšanai, daudzi pētnieki ir apņēmušies izstrādāt neinvazīvas metodes, kas var nepārtraukti kontrolēt glikozes koncentrāciju asinīs organismā. Esošajā lēcā, kas ir optimizēta redzes regulēšanai un skābekļa caurlaidībai, ir iestrādāts ūdenī -šķīstošsfenilborskābeatvasinājumi, kas satur fluorescējošas grupas. Šādi izgatavots objektīvs var ātri un nekaitīgi noteikt glikozes koncentrāciju asarās un pēc tam iegūt glikozes koncentrāciju asinīs. Tāpēc tas ir ideāls instruments, lai reāllaikā{2}}uzraudzītu cukura diabēta pacientu glikozes koncentrāciju asinīs.
Sagatavošanas metode: galvenā tehniskā shēma ir: sagatavošana PBA ietver divus posmus: Grignarda reakcijas šķīduma sagatavošanu un tā sagatavošanu no reakcijas šķīduma Otrajā posmā tributilborātu izmanto, lai aizstātu trimetilborātu vecajā procesā, tādējādi produkta iznākums var sasniegt vismaz 60%; Reakcijas procesā tributilborātu hidrolizē ar skābi, lai iegūtu butanolu. Tā kā tā viršanas temperatūra ir daudz augstāka nekā tetrahidrofurānam, to var efektīvi destilēt un atdalīt, un tetrahidrofurānu, kas ir atdalījis butanolu, var apstrādāt. To var atkārtoti izmantot tā sintēzei, ietaupot izejvielas un samazinot produkta ražošanas izmaksas par vairāk nekā 50%. Šī procesa izmantošanai ražošanā ir augsta produkta efektivitāte un zemas ražošanas izmaksas.
PBA ir boru saturošs organisks savienojums, kura molekulārā formula ir C₆H₇BO2 un molekulmasa ir 121,93. Tā baltajā romboedriskajā kristāliskajā struktūrā bora atomi hibridizējas ar sp ², veidojot plakanu trīsstūrveida konformāciju, kas satur tukšu p orbitāli, piešķirot tai unikālu Lūisa skābumu. Šis savienojums ir pierādījis plašu pielietojuma vērtību organiskajā sintēzē, materiālu zinātnē, biomedicīnā un citās jomās, un tā ķīmiskās īpašības var sistemātiski apkopot šādi:
|
|
|
|
|
PBA pKa ir aptuveni 8,8, un tā ūdens šķīdumā ir dinamisks līdzsvars: kad pHpKa, bora atomi savienojas ar hidroksīda joniem, veidojot sp3 hibridizāciju, radot tetraedriskus borāta anjonus, kuriem piemīt hidrofilitāte. Šī uz pH reaģējošā konformācijas pāreja ir pamats viedo materiālu konstruēšanai, piemēram, pašsalikšanai un demontāžai.fenilborskābesaturošus polimērus var panākt, regulējot šķīduma pH vērtību.
PBA var veidot atgriezeniskas borskābes esteru saites ar savienojumiem, kas satur cis dihidroksi grupas, piemēram, glikozi, polivinilspirtu, kateholu uc Reakcijas mehānisms ietver bora atomu tukšo orbitāļu koordināciju ar vientuļajiem hidroksilskābekļa atomu elektronu pāriem, veidojot piecu vai sešu locekļu ciklisku struktūru. Estera saišu stabilitāti regulē pH vērtība: sārmainos apstākļos borāta anjoni reaģē ar dihidroksigrupām, veidojot stabilas estera saites; Skābos apstākļos estera saites šķelšanās atbrīvo substrātus. Turklāt konkurētspējīgi dihidroksi savienojumi sistēmā var aizstāt jau izveidotās esteru saites, kas ir izmantotas, lai izstrādātu insulīna ievadīšanas sistēmas, kas reaģē uz glikozi.
Materiālzinātnes jomā borāta estera saišu dinamiskās kovalentās īpašības piešķir hidrogēliem pašatveseļošanās spēju-. Piemēram, polivinilspirta hidrogelu, kas satur PBA, var spontāni atjaunot pēc lūzuma, un tā mehānisko īpašību atgūšanas ātrums var sasniegt vairāk nekā 90%, sniedzot jaunu ideju bionisko ādas materiālu izstrādei.
PBA uzrāda augstu reaktivitāti pret reaktīvām skābekļa sugām (ROS). Ņemot par piemēru ūdeņraža peroksīdu, tā oksidācijas mehānisms ietver: ROS nukleofīlais uzbrukums bora atoma tukšajām orbitālēm izraisa elektronu pārkārtošanos, veidojot peroksīda starpproduktus, kam seko hidrolīze, lai noņemtu borskābes grupas. Šo funkciju izmanto, lai izveidotu ROS reaģējošus zāļu nesējus, piemēram, PBA modificētas nanodaļiņas, kuras var īpaši noārdīties audzēja mikrovidē (ROS koncentrācija līdz 10⁻⁴ M), panākot precīzu pretvēža zāļu izdalīšanos. Eksperimentālie dati liecina, ka šāda veida nesējiem ir ievērojami augstāka stabilitāte normālos audos (ROS koncentrācija<10 ⁻⁷ M) than in tumor tissues.
Bora atomu brīvās orbitāles var veidot koordinācijas saites ar slāpekli{0}}saturošiem savienojumiem, piemēram, piridīnu, amīniem un zāļu molekulām, piemēram, doksorubicīnu. Šo mijiedarbību izmanto zāļu iekraušanai un kontrolētas atbrīvošanas sistēmas attīstībai. Piemēram, PBA modificētas mezoporainās silīcija dioksīda nanodaļiņas var imobilizēt doksorubicīnu, izmantojot bora slāpekļa koordinācijas saites, ar zāļu iekraušanas spēju līdz 15 masas%, un zāļu izdalīšanos var izraisīt koordinācijas saites šķelšanās skābā audzēja vidē. Turklāt PBA veido stabilu kompleksu ar ATP adenīna bāzēm (Kd ≈ 10⁻⁵ M), nodrošinot molekulāro bāzi ATP reaģējošu nanovārstu konstruēšanai.
Kā galvenais reaģents Suzuki savienošanas reakcijā, PBA var efektīvi veidot oglekļa oglekļa saites ar arilhalogenīdiem palādija katalīzē. Reakcijas mehānisms ietver: oksidatīvo pievienošanu (Pd ⁰ → Pd ² ⁺), metalizāciju (koordināciju starp PBA un Pd ² ⁺) un reducēšanas elimināciju (aromātisko ogļūdeņražu veidošanos). Mikroviļņu -atbalsta apstākļos PBA reakcijas iznākums ar arilhlorīdu var sasniegt 92%, un reakcijas laiks tiek saīsināts līdz 10 minūtēm. Šī reakcija ir kļuvusi par svarīgu līdzekli zāļu molekulu (piemēram, pretvēža zāļu imatiniba), šķidro kristālu materiālu un funkcionālo polimēru sintezēšanai.
PBA ir augsta selektīva atpazīšanas spēja biomolekulām, kas satur cis dihidroksi grupas. Audzēja šūnu virsma ļoti ekspresē sialskābi (satur neiramīnskābes dihidroksi struktūru), un PBA modificētās nanodaļiņas var īpaši mērķēt uz audzēja audiem ar mērķēšanas efektivitāti 5,8 reizes augstāku nekā nemodificētām daļiņām. Turklāt dinamiskā PBA un glikozes kombinācija ir izmantota, lai izstrādātu nepārtrauktu glikozes līmeņa asinīs monitoringa sistēmu ar noteikšanas jutību 0, 1 mM un reakcijas laiku, kas ir mazāks par 30 sekundēm.
Ķīmiskās īpašībasfenilborskābeietver vairākas dimensijas, tostarp skābju{0}}bāzes līdzsvaru, dinamisko kovalento ķīmiju, redoksreakciju, koordināciju un katalītisko aktivitāti. Šīs īpašības padara to par ideālu platformu inteliģentu zāļu piegādes sistēmu, paš-dziedinošu materiālu, biosensoru un funkcionālu organisko molekulu izveidei. Padziļināti izprotot bora ķīmisko mehānismu, PBA pielietojuma perspektīvas precīzajā medicīnā, videi draudzīgos materiālos un citās jomās turpinās paplašināties.
FAQ
1. Kādas ir fenilborskābes galvenās ķīmiskās īpašības?
Tas ir organisks bora savienojums, un tā galvenā īpašība izriet no tā, ka bora atomā ir elektronu-deficīts, kas ļauj tam atgriezeniski saistīties ar struktūrām, kas satur cis-diolus (piemēram, cukurus) vai noteiktas slāpekļa funkcionālās grupas. Šī īpašība padara to par galveno līdzekli ķīmiskai jutībai un molekulārai atpazīšanai.
2. Kādu lomu tas spēlē cukura līmeņa asinīs uzraudzībā?
Tā ir galvenā sensoru identifikācijas sastāvdaļa lielākajā daļā nepārtrauktās glikozes uzraudzības (CGM) sistēmu. Atgriezeniski saistot glikozi audu šķidrumā, tas izraisa izmaiņas strāvas vai fluorescences signālos, ļaujot enzīmu-bezmaksas-reāllaika mērīt glikozes koncentrāciju asinīs, izvairoties no tradicionālo enzīmu metožu trūkumiem, kas ir pakļauti inaktivācijai.
3. Kādas ir vēl -progresīvākās pielietošanas jomas, izņemot cukura līmeni asinīs uzraudzību?
Tostarp: 1) Zāļu piegāde: "gudru" zāļu izdalīšanas sistēmu izstrāde, izmantojot tās jutīgumu pret cukuriem; 2) Atgriezeniskā kovalentā ķīmija: tiek izmantota dinamiskai kovalentai saitei un paš-labojošiem materiāliem; 3) Glikoproteīna analīze un atdalīšana: pamatojoties uz tā īpašo spēju uztvert cukura struktūras.
Populāri tagi: fenilborskābe cas 98-80-6, piegādātāji, ražotāji, rūpnīca, vairumtirdzniecība, pirkt, cena, vairumā, pārdošanai