2.2 親和開環(huán)

親和開環(huán)主要是三元雜原子張力環(huán)開環(huán)并釋放張力能的過程，如環(huán)氧衍生物、氮雜環(huán)丙烷、環(huán)狀硫酸酯、環(huán)狀硫酰胺、吖丙啶離子等。在這些三元雜環(huán)化合物中，環(huán)氧衍生物和吖丙啶離子是最常用的底物，可在醇/水混合溶劑或無溶劑條件下開環(huán)形成各種高區(qū)域選擇性化合物。此類反應(yīng)還包括α，β-不飽和羰基化合物的邁克爾加成反應(yīng)，主要用于天然產(chǎn)物和藥物的合成。

2.3 非醇醛的羰基化

非醇醛的羰基化反應(yīng)又稱“保護(hù)基反應(yīng)”，是一類溫和的羰基化合物縮合反應(yīng)。此類反應(yīng)包括:醛或酮與1，3-二醇反應(yīng)生成1，3-環(huán)氧戊環(huán);醛與肼或胲反應(yīng)生成腙和肟;α-和β-羰基醛、酮和酯生成雜環(huán)化合物。這些反應(yīng)均能夠在環(huán)境友好的體系中進(jìn)行，且不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物。

2.4 碳碳多鍵加成

碳碳多鍵加成反應(yīng)通過將原子或基團(tuán)加成在碳碳鍵兩端，生成具有更高分子量的化合物，包含環(huán)氧化反應(yīng)、二羥基化反應(yīng)、氮雜環(huán)丙烷化反應(yīng)、雙氫加成以及巰基-烯反應(yīng)等典型反應(yīng)。

因不需要金屬催化劑、反應(yīng)原料范圍廣、具有點(diǎn)擊反應(yīng)的所有特性，巰基-雙鍵反應(yīng)近年來已成為點(diǎn)擊反應(yīng)的研究熱點(diǎn)。根據(jù)雙鍵化合物的不同，巰基-雙鍵反應(yīng)分為兩種反應(yīng)機(jī)理:(1)在光或熱的條件下，巰基與烷烴單烯之間的自由基加成;(2)有機(jī)堿(有機(jī)胺、有機(jī)磷化物等)作為催化劑時(shí)，巰基與馬來酰亞胺、(甲基)丙烯酸酯等共軛烯烴的巰基-邁克爾加成。Cleophas等采用巰基-雙鍵點(diǎn)擊化學(xué)制備了一種具有優(yōu)異抗菌性能的PEG基水凝膠涂層，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該涂層對(duì)金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和大腸桿菌接種物具有>99%的完全殺死率，顯示了巰-烯點(diǎn)擊化學(xué)在抑菌方面的應(yīng)用功能性。

3 點(diǎn)擊化學(xué)在檢測(cè)分析中的應(yīng)用

3.1 食品成分及食品添加劑的檢測(cè)

近年來，抗壞血酸常用作護(hù)色劑被添加到食品中，而攝入過量的抗壞血酸會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)一系列不良反應(yīng)。Qiu等利用CuAAC點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)構(gòu)建了一種超靈敏檢測(cè)抗壞血酸(AA)的電化學(xué)傳感器，將炔丙基功能化的二茂鐵通過與修飾在金電極上的疊氮化末端發(fā)生點(diǎn)擊反應(yīng)修飾到電極上，并采用電化學(xué)交流阻抗法檢測(cè)金電極在點(diǎn)擊反應(yīng)前后的電子轉(zhuǎn)移電阻，以此確定不同濃度抗壞血酸的表面覆蓋分?jǐn)?shù)(θ) 。結(jié)果表明，θ值與抗壞血酸濃度對(duì)數(shù)值在 5.0×10-12～1.0×10-9 mol/L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。該傳感器檢測(cè)限低至1.3×10-12 mol/L，選擇性和穩(wěn)定性良好，并已成功應(yīng)用于抗壞血酸的實(shí)際檢測(cè)。

李燕萍等利用巰基丙酸修飾納米金，并借助酰胺反應(yīng)分別構(gòu)建了炔基和疊氮基修飾的兩種不同的AuNPs，通過還原糖將Cu2+還原為Cu+觸發(fā)兩種AuNPs的CuAAC反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)還原糖的定量檢測(cè)。該方法的檢出限為0.001 5 μmol/L，可直接用于蜂蜜產(chǎn)品的還原糖檢測(cè)。

3.2 農(nóng)殘獸殘檢測(cè)
當(dāng)前檢測(cè)農(nóng)獸藥殘留的金標(biāo)準(zhǔn)方法主要是高效液相色譜-質(zhì)譜法、氣相色譜和質(zhì)譜法，但是這些方法前處理復(fù)雜，需借助各種大型儀器，不適用于快速檢測(cè)。Dong 等基于點(diǎn)擊化學(xué)原理，開發(fā)了一種快速高靈敏檢測(cè)毒死蜱的免疫分析方法。研究者分別制備了聚谷氨酸(PGA)、疊氮基修飾的聚苯乙烯(PGA-Azide-PS1000)納米粒子和炔基修飾的磁納米顆粒(Alkyne-MNPs)，PGA和Cu2+之間可通過配位化學(xué)結(jié)合形成刷狀納米結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)體系中Cu2+的濃度可觸發(fā)CuAAC。毒死蜱會(huì)阻止PGA-PS1000-抗原與MNPs-Ab之間形成MNPs-Ab-抗原-PS1000-PGA復(fù)合物，因此較少的Cu2+被PGA鍵合，溶液中更多游離Cu2+被抗壞血酸還原為Cu+從而發(fā)生CuAAC反應(yīng)，導(dǎo)致PS1000-MNP30共軛物的形成。MNPs聚集狀態(tài)以及濃度變化均會(huì)使磁傳感器的橫向馳豫(T2)發(fā)生變化，可通過測(cè)定體系的T2值來檢測(cè)毒死蜱。這種點(diǎn)擊化學(xué)和配位化學(xué)介導(dǎo)的免疫傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)毒死蜱殘留物的超靈敏檢測(cè)，檢測(cè)限(0.022 ng/mL)較酶聯(lián)免疫吸附法(1.28 ng/mL)提高了58倍，所用時(shí)間也比金標(biāo)準(zhǔn)法短(圖1A)。

納米金顆粒易與硫醇形成穩(wěn)定的Au—S鍵，F(xiàn)u等利用疊氮化物和炔基化合物修飾的AuNPs之間的點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，開發(fā)了一種快速、高靈敏、肉眼可視化檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的方法(圖1B)。多孔有機(jī)骨架孔隙率高、比表面積大，在溶劑中有很好的穩(wěn)定性，Wu等通過光催化的巰-烯點(diǎn)擊化學(xué)制備了高度交聯(lián)的共價(jià)有機(jī)骨架(CFOs)，將其固定在化學(xué)惰性不銹鋼纖維(SSF)上用作固相微萃取(SPME)的涂層，并與氣相色譜法聯(lián)用對(duì)黃瓜中的農(nóng)藥殘留量進(jìn)行了檢測(cè)。

殺螨劑氟咪唑嗪的炔基能夠與3-疊氮-7-羥基香豆素反應(yīng)，在Cu+催化下發(fā)生疊氮炔環(huán)加成生成強(qiáng)熒光的1，2，3-三唑，Lu等據(jù)此開發(fā)了一種能夠靈敏特異性檢測(cè)氟咪唑嗪的熒光傳感方法，線性范圍為0.25～6.0 μg/L，檢測(cè)限為0.18 μg/L(圖1C)。

抗生素殘留是繼農(nóng)藥殘留后又一嚴(yán)重的獸藥殘留問題，目前對(duì)食品中抗生素的檢測(cè)仍以大型精密儀器分析法為主，其樣品前處理復(fù)雜耗時(shí)，而點(diǎn)擊化學(xué)與其他技術(shù)聯(lián)用可大大縮短檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)。Belal等基于DNA適配體片段的互補(bǔ)作用以及Cu+催化的點(diǎn)擊反應(yīng)，開發(fā)出能夠高靈敏、快速(2 h內(nèi))檢測(cè)卡那霉素的熒光分析法。主要機(jī)理為:一條DNA單鏈采用生物素修飾，另一條DNA單鏈采用CuS納米顆粒修飾，僅在卡那霉素存在的情況下這兩條DNA單鏈互補(bǔ)形成雙鏈，產(chǎn)生的卡那霉素-雙鏈DNA-CuS經(jīng)磁分離后，CuS被抗壞血酸還原為Cu+而觸發(fā)3-疊氮基-7-羥基香豆素與炔丙醇之間的CuAAC反應(yīng)，生成具有熒光的1，4-二取代-1，2，3-三唑。該反應(yīng)體系熒光強(qiáng)度與卡那霉素濃度(0.04～20 nmol/L)具有良好的線性關(guān)系，方法檢測(cè)限低至26 pmol/L。

Xianyu等通過不同尺寸的反式環(huán)辛烯(TCO)功能化的聚苯乙烯珠(TCO-PS)和1，2，4，5-四嗪(Tz)功能化的30 nm磁珠(Tz-MNP30)之間的“TCO-Tz點(diǎn)擊反應(yīng)”制備了具有核-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的磁探針，結(jié)合抗體-抗原相互作用和磁分離，利用這些多功能磁探針產(chǎn)生的磁弛豫轉(zhuǎn)換(Magnetic relaxation switching，MRS)信號(hào)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種抗生素的高靈敏檢測(cè)。用該方法分別進(jìn)行土霉素、磺酰胺和氯霉素的含量檢測(cè)，所得結(jié)果準(zhǔn)確可靠，并有望進(jìn)一步應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和食品安全檢測(cè)。

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