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核酸是生命的遗传物质,是人类赖以生存和进化的基石。本论文设计合成了具有AIE(aggregation induced emission)效应的荧光探针用于检测核酸。然后从DNA的突变位点出发,设计并合成了一系列荧光探针用于检测这些突变的核苷。最后,本论文利用G-triplex结构的特性,将G-triplex-Cu2+的复合物用于Diels-Alder反应的不对称催化研究。核酸在基因工程,犯罪取证及生物信息学等方面应用广泛,所以现在已经有很多方法被开发出来用于核酸的检测。本论文设计并合成了具有聚集诱导发光效应(AIE效应)的化合物1用来对核酸进行荧光检测。化合物1具有苯乙烯结构,并且带有正电荷,在水环境中可以通过静电作用与带有负电荷的核酸有着很好的结合,通过DNA富集化合物1从而产生荧光,从而达到荧光检测核酸的目的。随后,本论文进一步将化合物1用于凝胶电泳中DNA的染色。本论文也尝试了将化合物1用于细胞核的染色,并与市面上的细胞核染料Hoechst33258做了对比,发现化合物1可以用来作为细胞核染料。作为DNA损伤性突变中最常见的一种,5-羟甲基脱氧尿苷被证实是乳腺癌的标志物。本论文通过将5-羟甲基脱氧尿苷上5位羟甲基上的羟基用叠氮取代,然后设计了带有炔基基团的化合物2,3,4,通过点击反应(click reaction)将化合物连接到叠氮取代的5-羟甲基脱氧尿苷上,从而通过荧光的增强来检测这种突变。通过荧光选择性实验,本研究排除了其他几种天然核苷的干扰,并尝试了DNA链上5-羟基脱氧尿苷的检测。5-羟甲基脱氧胞苷是DNA甲基化过程当中产生的一个非常重要的产物,被证明与细胞的分化及很多疾病有关。根据5-羟甲基脱氧胞苷本身兼具羟基和氨基的特性,本论文设计了带有醛基的荧光探针5,6,通过醛基与羟基和氨基反应形成一个六元环的结构,通过荧光强度的增加来检测这种突变的核苷。为了研究电子效应对这个成环反应的影响,本论文采取方法学的手段,在苯甲醛上用不同的取代基来研究反应的产率。最后发现硝基取代基能给反应带来最大的收益,吸电子效应能提高反应的产率。DNA的结构非常具有多样性。双链DNA本身就具有手性,这使得DNA在不对称催化研究中起到了非常重要的作用。G-triplex结构是DNA的二级结构,加上Diels-Alder反应空间选择性,这就为G-triplex-Cu2+的复合物在小分子不对称催化合成中起到了手性催化剂的功效。本论文测试了G-triplex-Cu2+复合物与单独的铜离子及单独的G-triplex结构的催化能力,发现G-triplex-Cu2+复合物的催化效果最好。本论文合成了化合物7,8,9,10这四种底物用于测试G-triplex-Cu2+复合物的催化能力。