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氮氮双键作为反应活性位点,可被广泛地应用到多种领域。通过氮氮双键的引入,可在原有体系单一功能的基础上使得多种功能有机结合。前期有很多关注焦点针对偶氮苯类物质光异构化性能及应用的研究,但是考虑到长时间的紫外光照会对组织及细胞产生一定的毒副作用,因而这类光响应型物质在生物体系内的应用受到了一定的限制。然而,近年来在生物体内利用生理活性物质还原裂解氮氮双键的研究备受关注。我们设计、合成了两种不同取代的偶氮苯连接单元,4,4′-对二羟甲基偶氮苯(Azo)和2,2′-二甲氧基-4,4′-对二羟甲基偶氮苯(mAzo),并进一步将这两种偶氮苯连接子以共价结合的方式与哑铃型反义核酸相连。首先,通过HLM/NADPH、NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,还原性辅酶II)、GSH(还原型谷胱甘肽)分别与小分子偶氮化合物作用后发现,GSH对mAzo显示出高效的还原切割能力。紫外可见光谱(UV-Vis)、高效液相色谱(HPLC)、荧光光谱都表明mAzo中的偶氮键被GSH还原裂解。通过C18反相制备柱将HPLC中保留时间为6.3 min的色谱峰收集,进一步通过质谱、气相色谱-质谱联用表征发现此峰为还原裂解后的胺类物质,即4-氨基-3-甲氧基苯甲醇。此外,计算模拟发现mAzo的反式异构体(trans-mAzo)与mAzo的顺式异构体(cis-mAzo)之间的能垒非常低,这合理的解释了HPLC中trans-mAzo与cis-mAzo峰面积百分比约各占一半的现象。紧接着开展了可见光和紫外光对mAzo与GSH反应快慢的研究,根据峰面积的拟合曲线显示,cis-mAzo与GSH的反应速率比trans-mAzo略快。GSH还原裂解偶氮苯修饰的反义核酸的结果表明,mAzo修饰的反义核酸对GSH敏感;当反应时间为24 h时,约有87.8%(AZ18O-4)、88.0%(AZ18O-5)、88.9%(AZ18O-6)的序列被GSH还原裂解;而对于Azo修饰的反义核酸而言,仅有12.2%(AZ18P-4)、12.0%(AZ18P-5)、11.1%(AZ18P-6)的序列被GSH还原裂解。AZ18O-6序列的光异构化实验结果进一步表明,AZ18O系列的结构主要以哑铃型的形式存在。哑铃型反义核酸被GSH还原裂解后与MB-7杂交的实验结果表明,随着保护链碱基数目的增加,序列自身的背景干扰降低;相对于对照组而言,AZ18O系列与GSH反应后再与MB-7杂交结合所形成的双链分别增加了1.5(AZ18O-4)、4.8(AZ18O-5)和28.8(AZ18O-6)倍,这为基于生理活性物质GSH诱导的分子反应提供新的策略;同时也拓宽了偶氮苯类衍生物与各种靶标连接体在生物体内的应用。