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瓜环是一类能与多种有机物和离子型化合物发生作用的新型人工合成受体,其结构特点是具有疏水性内腔和亲水性端口,且具有较强的结构刚性,可选择性的容纳尺寸、形状相适应的客体分子而形成了特有的主客体化学。选择不同的客体分子可与不同的瓜环形成协同作用或竞争作用的包结配合物,该协同或竞争作用的过程能改变体系的热力学性质、光化学性质等。利用瓜环农药超分子体系作用前后光化学性质的变化,研究其分析检测性能,以寻求建立分析检测微量或痕量农药的新途径和新方法。本文以含氮杂环类农药作为目标农药,以碱性黄T(ThT)、噻唑橙(TO)及中性红(NR)等能与农药分子发生竞争以及协同作用的染料分子作为主要客体,构筑瓜环/农药/协同(或竞争)客体超分子体系,利用紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法、核磁共振技术及等温量热滴定法等多种分析检测方法研究了瓜环/农药/客体间的分子识别作用,探讨超分子体系相互作用过程中作用产物的结构特征,作用位点、热力学性质、光化学性质等的变化情况。在此基础上,进一步研究体系对目标农药检测性能的影响。主要研究内容和结果如下:一、研究了八元瓜环(Q[8])与吲哚乙酸(IAA)及紫精系列衍生物(PC1,2,4)在水溶液中的超分子相互作用。结果表明:在水溶液中吲哚乙酸与紫精系列衍生物通过电子转移诱导,与Q[8]协同形成了1:1:1的三元主客体配合物;研究了八元瓜环(Q[8])与敌草快(DQ)及金刚烷胺(AD)在水溶液中的超分子相互作用,结果表明Q[8]与DQ及AD均形成了包结计量比为1:1的主客体配合物,通过主客体包合物的结合能力不同,AD与Q[8]/DQ作用时的竞争作用,使DQ被挤出Q[8]内腔从而形成了Q[8]/AD超分子体系。二、构筑了Q[8]/ThT荧光探针,探讨了Q[8]/ThT荧光探针与含氮杂环类农药的主客体相互作用,研究结果表明Q[8]/ThT荧光探针对含氮杂环类农药,如季铵盐类农药(百草枯(PQ)、敌草快(PQ)、野燕枯(DF)、缩节胺(MC)、氯化胆碱(CC))及含氮杂环类抑菌剂(如麦穗宁,多菌灵,噻菌灵,灭菌唑,戊菌隆,噻苯隆,三环唑)等均有选择性识别作用,上述农药与Q[8]/ThT探针形成了Q[8]/ThT/农药协同作用的超分子体系。以季铵盐类农药百草枯与敌草快为例,考察了探针Q[8]/ThT对这两种农药的分析检测性能。测试结果显示,在室温条件下,在水溶液中PQ、DQ均能使Q[8]/ThT探针的荧光强度发生猝灭,且PQ及DQ在一定浓度范围内与探针荧光强度猝灭呈直线关系,Q[8]/ThT探针对PQ和DQ的检出限达到7.95×10-9 mol/L及8.07×10-9 mol/L,回收率为104–108%,结果显示该法具有简便、快速、灵敏等优点,可用于河水及白菜中百草枯及敌草快的测定。三、构筑了Q[8]/TO荧光探针,探讨了Q[8]/TO荧光探针与除草剂百草枯(PQ)及敌草快(DQ)的主客体相互作用,推测出了探针与农药之间可能的作用模式,研究结果表明Q[8]/TO荧光探针对PQ及DQ有选择性识别作用,且Q[8]/TO荧光探针与PQ及DQ均形成了Q[8]/TO/PQ(DQ)协同作用的超分子体系。Q[8]/TO荧光探针对PQ及DQ的分析检测性能研究表明:在室温条件下,在水溶液中PQ和DQ均能使Q[8]/TO探针的荧光强度发生猝灭,且在一定浓度范围内与探针荧光强度猝灭呈直线关系,Q[8]/TO探针对PQ和DQ的检出限达到7.92×10-9 mol/L和8.82×10-9 mol/L,回收率均为:104–107%。可用于河水及白菜中百草枯及敌草快的测定。四、构筑了Q[7]/NR荧光探针,探讨了Q[7]/NR荧光探针与PQ的主客体相互作用,研究结果表明:与Q[8]/ThT及Q[8]/TO荧光探针相反,PQ与NR竞争Q[7]的空腔形成了Q[7]/PQ竞争作用的超分子体系,使Q[7]/NR探针的荧光强度发生猝灭,据此建立了检测PQ的荧光方法。荧光探针Q[7]/NR对PQ的分析检测性能测试表明:PQ能使Q[7]/NR探针的荧光强度发生猝灭,且PQ的浓度为(0~8)×10-6 mol/L范围内与探针荧光强度猝灭呈直线关系,其线性相关系数为0.9991,检出限达到1.40×10-8 mol/L,回收率为:104–108%。可用于河水及白菜中百草枯及敌草快的测定。