1. 研究目的与意义
多环芳烃(PAHs)属于小分子物质(分子量小于1000),无法直接诱导动物机体产生特异性抗体。PAHs分子本身没有供偶联的活性官能团(如氨基、羧基等),因此也不能与载体蛋白发生偶联反应形成能产生特异性抗体的抗原,但如果对PAHs分子进行修饰衍生化,接上活性官能团使其能与载体蛋白偶联则有可能形成抗原,这种经人工修饰后的抗原可称为人工抗原,而该衍生化产物则称为(小分子)半抗原。
半抗原是指具有反应原性,但不具备免疫原性,能与对应抗体结合出现抗原-抗体反应又不能单独激发人或动物产生抗体的一种化合物。半抗原的合成对于建立特异、灵敏的免疫分析方法具有关键性作用。许多因素都将直接影响到能否由此制备出高质量的抗体,如合适的中间体的选择、活性官能团引入位点的选择、偶联臂的长短、半抗原产物的分离纯化、半抗原与载体蛋白的偶联比等。
因此,半抗原设计的关键在于尽可能保留原待测物的特征结构,并在适当的位置引入合适的连接臂和能与蛋白载体偶联的活性基团。2. 课题关键问题和重难点
课题的关键问题在于尽可能保留原待测物的特征结构,并在适当的位置引入合适的连接臂和能与蛋白载体偶联的活性基团。难点在于如何对PAHs分子进行修饰衍生化,接上活性官能团使其能与载体蛋白偶联则有可能形成抗原。
难点:(1)阅读并归纳参考文献,制定合成路线。
(2)根据合成路线进行实验,研究最佳反应条件,产物结构表征等。
3. 国内外研究现状(文献综述)
关键词:多环芳烃;半抗原;连接臂的引入;量子点
摘要:多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)是煤,石油,木材,烟草,有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物,是重要的环境和食品污染物。迄今已发现有200多种PAHs,其中有相当部分具有致癌性,如苯并α芘,苯并α蒽等。PAHs广泛分布于环境中,可以在我们生活的每一个角落发现,任何有有机物加工,废弃,燃烧或使用的地方都有可能产生多环芳烃。由于PAHs化合物数量多、无处不在、结构相似、限量低,使得PAHs污染物的分析往往很困难,迫切需要可以筛选大量的样品和进行现场快速检测PAHs的新技术。本课题对不具备免疫原性的小分子PAHs进行修饰改造合成半抗原,并与蛋白质偶联合成具有免疫原性的人工抗原,免疫动物产生抗体。通过半抗原在高分子微球上的固载,为PAHs的研究提供更加快速灵敏、简便经济的分离分析手段,为探索小分子化合物免疫分析技术的一些基本规律,研究和开发快速灵敏的PAHs污染物的检测新技术奠定基础。
1.多环芳烃(PAHs)的来源、存在和危害
4. 研究方案
本课题的主要任务是研究多环芳烃菲(I)和荧蒽(II)半抗原的合成工艺,找到其最佳合成方法,通过熔点、1H-NMR和13C-NMR对中间体和最终产品进行表征,并对其进行量子化学计算,讨论前沿轨道,能量和静态电势图等参数。
本课题拟设计的化合物结构如下,通过查阅国内外相关的多环芳烃半抗原的研究进展,拟制定了以下合成路线。
5. 工作计划
第1周:翻译一篇英文文献,不少于3000字;查找和自己研究课题相关的文献,阅读并归纳参考文献,设计及选择最佳合成路线,完成开题报告,并连同英文文献翻译一并交由指导老师审阅并上传至校网毕设系统;
第2-12周:准备有机化学合成所需要的必备实验器材,旋转蒸发仪,控温仪等以及实验所要用到的药品,准备好一些必要的安全措施,通风橱等;查找药品的相关理化性质,进行多环芳烃半抗原的设计与合成实验,结构表征、量子化学计算等工作;及时记录好每天的实验数据、现象并进行整理、总结、上传;
第13-14周:整理与实验相关的资料,总结各步最优条件、分析实验数据,总结实验工作成果总结实验工作成果,撰写论文;
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