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本文合成一系列萘酰亚胺型荧光探针(NI、NI-ADU、NDI),应用稳态与
瞬态光谱法分别研究了它们与核酸及其前体的相互作用,主要研究结果如下:
1.萘酰亚胺型(NI、NDI)荧光探针具有较强的紫外吸收和荧光发射,其荧
光光谱具有明显的溶剂效应和pH效应。随着溶剂极性的增强,NI的荧光发射
强度增大,且最大荧光发射波长发生红移;在溶液pH值到达11时,NI探针
荧光发射最强,而后迅速减弱。
2.核酸及其前体(碱基、核苷)对萘酰亚胺探针的荧光具有强烈的淬灭作
用,其规律符合Stern-Volmer线性方程,所得双分子淬灭速率常数接近速率扩散
控制范围,证明其相互作用具有电子转移的性质。核酸对萘酰亚胺型荧光探针
的淬灭能力远强于核苷及碱基,四种核酸碱基中嘌呤碱基的淬灭能力强于嘧啶
类碱基。
3.应用纳秒激光光解技术研究了NI荧光探针时间分辨瞬态吸收光谱特性,
证实了激发态和瞬态中间体的归属。探索了NI与β-胡萝卜素的T-T能量转移
过程,系统研究了一系列电子给体淬灭剂(TPA、Gua、2′-dGua)与NI相互作
用的瞬态动力学与电子转移机理,测定了其相应的淬灭速率常数。在无外加淬
灭剂的情况下,3NI与NI发生自淬灭,研究了其自淬灭反应的动力学,提出其
自淬灭电子转移机理。
4.2′-氨基-2′-脱氧尿苷(ADU)对NI稳态荧光的淬灭具有明显的微环境效
应。在CTAB和SDS胶束体系中的双分子荧光淬灭速率常数(kq)值均大于水和
Tris中的kq,达到或者接近扩散控制范围,证明ADU对NI探针的稳态荧光淬
灭具有电子转移的性质。
5.设计合成了三种萘二酰亚胺和2′-氨基-2′-脱氧尿苷共价连接的超分子
(NI-ADU),研究了分子内ADU对NI基团淬灭反应的瞬态动力学,提出其分子
内电子转移机理。其次,设计合成具有特殊碱基序列的发夹式寡聚核苷酸(ODN),
发现ODN对NI-ADU超分子具有明显的荧光淬灭作用,其熔炼温度随着NI-ADU
中亚甲基连接体的碳原子数目增多而升高,且均高于未加NI-ADU时ODN的熔炼
温度。此结果证明NI-ADU超分子能使ODN发夹结构变得更加稳定。
6.设计了两类八种萘酰亚胺荧光探针(NI、NDI),对其合成进行了探索和改
进,得到较为满意的结果。同时对于2′-氨基-2′-脱氧尿苷(ADU)的合成进行了
改进,找到了一条适宜大量制备ADU的合成路线。
关键词:萘酰亚胺,激光闪光光解,电子转移,荧光探针,寡聚核苷酸