2,9-双甲基苯并噻唑乙烯基邻菲罗琳与DNA 的相互作用及应用研究

设计合成了基于2,9-双苯并噻唑乙烯基取代的邻菲罗琳荧光分子—PMBT。通过吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱探讨了PMBT与不同DNA的相互作用。发现PMBT与DNA存在两种不同的相互作用模式。 由于PMBT分子中带有两个正电荷,当PMBT与DNA的浓度比值较高（大于4）时,PMBT以DNA为模板按一定方向在DNA上聚集;当PMBT与DNA的浓度比小于2时,PMBT通过嵌插或末端堆积的方式分别与单/双链DNA和G-四链体DNA结合。PMBT与DNA结合导致其荧光淬灭,利用该特性将PMBT与DNA结合构建荧光增强型检测平台,可用于DNA酶活性以及DNA降解的动力学研究。     

水溶性碳纳米粒子的制备及其在DNA和单核苷酸多态性分析中的应用

利用电化学氧化的方法制备了水溶性好、粒径为7～12nm的碳纳米粒子,该碳纳米粒子通过π-π相互作用吸附荧光标记的单链DNA探针,并能有效地猝灭其荧光．当单链DNA探针与匹配的DNA目标分子杂交形成双链DNA时,猝灭的荧光被恢复,由此可以检测1-200nmol／L的DNA目标分子。此外,在碳纳米粒子存在时,由荧光标记的DNA探针和DNA目标分子形成的双链DNA的熔解温度可以简便地被测定,当双链DNA有错配碱基时,其熔解温度降低,由此可方便、快速地分析单核苷酸多态性．     

分子模拟及光谱法研究2-乙基-3-(3-硝基苯基)喹唑啉-4-酮与小牛胸腺DNA的相互作用

合成了2-乙基-3-(3-硝基苯基)喹唑啉-4-酮(ENPQO),用紫外光谱法、荧光光谱法、荧光偏振法、离子强度法及分子模拟法研究了ENPQO与小牛胸腺DNA(ct DNA)的相互作用。紫外光谱法显示ct DNA与ENPQO作用后,引起ENPQO紫外吸收光谱的增色效应;在以吖啶橙(AO)为荧光探针的实验中,随着ENPQO浓度的增加,ct DNA-AO体系的荧光被猝灭,其猝灭过程主要是静态猝灭,ENPQO对ct DNA-AO体系的荧光偏振基本无影响;不同浓度的Na Cl溶液未削弱ENPQO对ct DNA-AO的猝灭程度。以上结果均表明ENPQO与ct DNA之间的作用方式主要为沟槽结合。利用分子模拟对接技术预测了ENPQO与ct DNA的结合最优构象,与光谱实验结果一致。     

寡聚酰胺PyPyPyβDp与DNA相互作用的荧光动力学

通过稳态吸收光谱、荧光光谱和时间分辨荧光光谱对寡聚酰胺分子PyPyPy(Dp(简称PPP)的光物理性质进行了详细研究. 发现PPP的激发态性质受溶剂环境影响较大, 在TKMC缓冲液中, PPP有较弱的荧光, 其荧光寿命为16 ps; 随着溶剂极性逐渐降低, 荧光光谱蓝移, 荧光强度增加, 相应荧光寿命增长. 通过对PPP与DNA双螺旋分子相互作用的荧光动力学研究表明, PPP与DNA相互作用后, 荧光强度增强, 荧光寿命从16 ps增加到32 ps, 证实了存在PPP与双螺旋DNA的结合相互作用.     

寡聚酰胺PyPyPybDp与DNA相互作用的荧光动力学

通过稳态吸收光谱、荧光光谱和时间分辨荧光光谱对寡聚酰胺分子PyPyPybDp(简称PPP)的光物理性质进行了详细研究. 发现PPP的激发态性质受溶剂环境影响较大, 在TKMC缓冲液中, PPP有较弱的荧光, 其荧光寿命为16 ps; 随着溶剂极性逐渐降低, 荧光光谱蓝移, 荧光强度增加, 相应荧光寿命增长. 通过对PPP与DNA双螺旋分子相互作用的荧光动力学研究表明, PPP与DNA相互作用后, 荧光强度增强, 荧光寿命从16 ps增加到32 ps, 证实了存在PPP与双螺旋DNA的结合相互作用.     

CdTe纳米荧光探针的合成及其与DNA的相互作用

以巯基丙酸(RSH)为稳定剂,采用水相法合成了功能性CdTe纳米晶,并通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其粒度和形貌进行表征。建立了一种以水溶性CdTe量子点作为荧光探针测定DNA的方法,当DNA浓度为0.2~40μmol.dm-3时,荧光强度与DNA浓度呈良好的线性关系,检测限为80nmol.dm-3,11次重复测定含有5.6μmol.dm-3的小牛胸ctDNA得到的相对标准偏差为3.4%。考察了CdTe量子点浓度、pH值、温度及作用时间等因素对DNA荧光强度的影响。研究发现CdTe纳米粒子与DNA之间存在强烈的相互作用,量子点的荧光猝灭与DNA浓度呈线性关系;作用机理研究表明,CdTe纳米粒子与DNA之间存在静电相互作用,且DNA对CdTe纳米粒子的猝灭为动态猝灭过程。     

meso-四（4-（N-甲基吡啶基））卟啉TMPyP4与端粒DNA重复序列TTAGGG形成的G4结构的相互作用

通过圆二色谱、稳态吸收光谱、稳态荧光光谱和皮秒时间分辩荧光光谱研究了meso-四（4-（N-甲基吡啶基））卟啉（TMPyP4）与端粒DNA重复序列5＇-TTAGGG-3’形成的平行结构DNAG4的相互作用．稳态实验结果表明,二者之间的结合常数为1．29×10^6（mol／L）^-1,饱和结合数为3．将时间分辨荧光光谱应用到二者相互作用的研究中,推测了TMPyP4以插入和末端堆积两种方式与DNAG4相结合．当达到饱和结合时,一个TMPyP4分子插入到DNAG4结构层层之间,另外两个分子以末端堆积的方式结合到G4结构的两端．     

量子点-罗丹明B比率型荧光探针的制备与性能

本文采用CdSe/Cd_xZn_(1-x)S核/合金壳量子点(QDs)作为荧光共振能量转移体系(FRET)的供体,通过巯基络合作用在其表面修饰一层L-半胱氨酸(Cys)分子,赋予QDs优异的水溶性能,再通过静电相互作用将罗丹明B(RhB)构筑于QDs-Cys表面,获得了一类新型的水溶性FRET体系.采用荧光光谱分析了pH以及供受体浓度比对FRET能量转移效率的影响.研究结果表明,通过静电结合构筑的QDs-Cys-RhB荧光共振能量转移体系对pH和供受体浓度具有敏感的荧光信号响应性能.当pH从10降到7时,FRET体系的荧光共振能量转移效率由49.39%增加到58.99%;当供受体浓度比为3:1时,FRET体系的能量转移效率高达61.09%.由此可见,通过表面络合与静电相互作用构筑的QDs-Cys-RhB荧光共振能量转移体系具有优异的光信号响应性,可以作为一类灵敏、精确的可调式比率型荧光探针,在生物检测、免疫分子等领域中具有广阔的应用前景.     

光谱法研究依诺沙星与铁(Ⅲ)及其DNA的相互作用

用荧光和紫外光谱法研究了依诺沙星(ENX)及其铁络合物与DNA的相互作用。Fe(Ⅲ)、DNA均能以静态猝灭的方式猝灭ENX分子的荧光。并且用荧光法测定了ENX-Fe(Ⅲ)和ENX-DNA二元络合物的组成和形成常数。ENX-DNA的光谱图在有Fe(Ⅲ)存在时,发生了明显的变化,表明能够形成ENX-Fe(Ⅲ)-DNA三元络合物?研究表明在一定的浓度范围内,三元络合物的荧光强度与天然DNA的浓度成线性关系。讨论了反应的最佳条件。进一步探讨了依诺沙星、Fe(Ⅲ)和DNA结合机理。     

利用无标记的分子信标及核酸染料Hoechst 33258检测特定序列核酸

利用无标记的分子信标及核酸染料Hoechst 33258建立了一种高灵敏、高选择性的特定序列核酸检测方法,并以野生型乙型肝炎病毒的一段寡核苷酸序列为目标DNA,对这种方法进行了验证。在此体系中,分子信标的茎完全设计成C/G碱基对。在没有目标DNA时,Hoechst 33258与分子信标作用较弱,其荧光信号很弱;当有目标DNA存在时,分子信标与目标DNA杂交形成双链,Hoechst 33258与双链DNA作用后荧光信号显著增强。在优化条件下,目标DNA浓度在2×10-10~2×10-8mol/L范围内时,Hoechst 33258的荧光强度(ΔI)与目标DNA的浓度(C)之间具有良好的线性关系,回归方程为ΔI=3.3439C+18.6949(R2=0.9982),方法检出限(3σ)为9×10-11mol/L。此方法操作简单、检测速度快、灵敏度高、重现性好、检出限低。     

叶酸与鲱鱼精DNA作用机制的光谱研究

采用荧光光谱和吸收光谱法研究了叶酸(FA)与鲱鱼精DNA(DNA)的相互作用。研究了DNA热变性、离子强度、阴离子猝灭剂KI及金属离子对FA-DNA体系的影响,分析了FA与DNA的相互作用模式,获得了不同温度下的结合常数、结合位点数及热力学参数。结果表明,DNA对FA的荧光有明显的猝灭作用,作用过程为静态猝灭,FA通过沟槽模式和静电作用力与DNA结合。     

四环素-铜(Ⅱ)配合物与DNA相互作用的吸收光谱研究

用紫外光谱方法研究了四环素(TC) Cu(II)配合物与DNA的相互作用.吸收光谱研究表明,DNA能与四环素(TC)及Cu(II)形成的配合物发生反应,配合物与DNA的作用方式随着配合物类型及DNA浓度的不同而不尽相同:当四环素与铜形成1∶1型配合物时,较低浓度的DNA能与配合物以嵌插方式相互作用,而较高浓度的DNA与该配合物除了发生嵌插作用外,还存在另外的作用方式;当四环素与铜形成1∶2型配合物时,DNA与该配合物则主要以嵌插方式相互作用,并且这两种配合物与DNA的嵌插作用均是通过四环素配体插入的.     

基于氧化石墨烯的Ag~+与核酸中C-C碱基错配的相互作用研究

基于氧化石墨烯,以修饰了荧光分子的单链DNA为探针,利用荧光光谱和圆二色光谱研究了Ag+对双螺旋DNA中C-C碱基错配特异性识别,并建立了检测Ag+的荧光方法。荧光光谱表明Ag+能与带C-C错配碱基的双螺旋DNA作用,使原本被氧化石墨烯淬灭的标记在DNA上的荧光分子的荧光得到恢复。圆二色光谱表明Ag+能与双螺旋DNA中的C-C碱基错配相互作用,形成更稳定的C-Ag+-C结构。在最佳实验条件下,体系荧光强度的变化与Ag+的浓度在30.0~250.0 nmol/L之间呈良好的线性关系,方法检出限为19.1 nmol/L。为研究Ag+与核酸分子的相互作用及其在环境中对生物分子的影响等方面提供了重要依据。     

光谱法研究对氨基苯乙酮缩对二甲氨基苯甲酰腙与DNA的相互作用

合成了对氨基苯乙酮缩对二甲氨基苯甲酰腙(AAPABH),采用荧光光谱法和UV-Vis吸收光谱法研究了AAPABH与DNA的相互作用。在pH 7.4Tris-HCl缓冲溶液中,以345 nm激发该化合物发射弱荧光,加入DNA后出现明显的荧光增强现象,表明探针分子与DNA结合形成了稳定配合物,其结合常数为5.48×107L/mol。研究了离子强度对体系荧光强度的影响,结果显示NaCl的加入未引起AAPABH-DNA体系荧光强度明显变化,表明AAPABH和DNA间不存在静电作用;同时DNA对AAPABH吸收光谱的影响表现为减色效应、探针分子与热变性后的DNA作用力明显小于与未变性DNA间的作用力、探针分子与溴化乙锭(EB)竞争结合DNA使得EB-DNA体系荧光猝灭,上述实验结果均表明探针分子主要以嵌插作用方式与DNA作用。     

基于纳米金探针和基因芯片的DNA检测新方法

运用荧光纳米金探针和基因芯片杂交建立一种新的DNA检测方法. 荧光纳米金探针表面标记有两种DNA探针: 一种为带有Cy5荧光分子的信号探针BP1, 起信号放大作用; 另一种为与靶DNA一部分互补的检测探针P532, 两种探针比例为5∶1. 当靶DNA存在时, 芯片上捕捉探针(与靶DNA的另一部分互补)通过碱基互补配对结合靶DNA, 将靶DNA固定于芯片上; 荧光纳米金探针通过检测探针与靶DNA及芯片结合, 在芯片上形成“三明治”复合结构, 最后通过检测信号探针上荧光分子的信号强度来确定靶DNA的量. 新方法检测灵敏度高, 可以检测浓度为1 pmol/L的靶DNA, 操作简单, 检测时间短. 通过改进纳米金探针的标记和优化杂交条件, 可进一步提高核酸检测的灵敏度, 这将在核酸检测方面具有重要的应用价值.     

芘荧光探针光法测定聚氧化乙烯与SDS的作用

采用芘荧光法研究了聚氧化乙烯(PEO)与十二烷基硫酸钠(SDS)在不同质量浓度的水溶液中的相互作用。以芘单体的荧光光谱第一峰与第三峰的荧光强度之比(I_1/I_3)及激基缔合物与单体荧光强度之比(I_E/I_M)来探测芘分子所处环境的极性。结果表明:Py-PEO-SDS水溶液在极小质量浓度下基本不形成疏水微区,当质量浓度超过一定值时开始大量形成疏水微区,I_1/I_3值迅速下降。在溶液浓度为6g·L~(-1)时,SDS分子开始与聚合物分子相互作用,芘探针分子开始与形成的预胶束发生吸附作用,同时开始形成高荧光电子产率的激基缔合物;在溶液浓度为20g·L~(-1)时,随着SDS溶液浓度的增加,芘探针分子全部进入胶束中,形成的激基缔合物急速增加并且在I_E/I_M最高值点达到最大量。     

环丙沙星铽荧光配合物与DNA的相互作用及染色新方法

合成了环丙沙星铽荧光配合物,并研究其与DNA分子的相互作用.对比DNA分子吸附配合物分子前后的显微红外及荧光光谱发现,以环丙沙星分子为配体的稀土配合物同DNA间存在相互作用,这种作用诱导了DNA二级结构的构象变化.基于这种相互作用,研究了环丙沙星铽配合物对口腔粘膜组织切片的荧光染色,得到了同经典的苏木精-伊红染色法类似的反差效果.     

基于DNA双链取代策略免标记检测铅离子的研究

建立了一种基于DNA双链取代策略和SYBR GreenⅠ(SG)作为荧光染料插入剂进行免标记铅离子检测的荧光传感方法。SG作为一种染料分子,与单链DNA作用产生的荧光强度很弱,但可以插入双链DNA,使SG荧光强度明显增强。检测时铅离子适配体首先与其部分互补单链DNA杂交形成稳定的双链DNA结构,当溶液中存在铅离子时,铅离子与其适配体特异性结合,双链DNA的数量减少,加入SG可实现铅离子的免标记定量检测。此方法具有灵敏度高、特异性强、简便快速等优点。最低检测浓度为2 nmol/L,检出限(S/N=3)为1.6 nmol/L,实际样品检测结果良好。     

基于DNA纳米结构的分子间相互作用研究

研究生物分子间的相互作用是研究生命本质过程中必不可少的环节.近年来,DNA纳米技术在分子间相互作用的研究中发挥了重要作用,取得了一系列进展. DNA纳米结构具有高度的可编程性和可寻址性,可以利用这些性质采取不同的方式将待测体系修饰在DNA纳米结构上,而且可以精确控制分子的排布、种类、数目等,因此可以作为研究分子间相互作用的模板.在此基础上结合单分子技术,如单分子荧光成像(SMF)、原子力显微术等(AFM),可以实现对单个分子的行为观测.本文首先简述了DNA纳米结构作为研究平台的构建,然后对DNA纳米结构在研究分子间相互作用中的应用进行了阐述,包括用作锚定平台、提供具有一定机械性能的支架以及提供纳米级的微环境,最后对DNA纳米技术的发展进行了总结与展望.     

沙丁胺醇与小牛胸腺DNA相互作用研究

在生理酸度条件下(pH7.4),运用紫外–可见吸收光谱、荧光光谱、圆二色谱(CD)和傅立叶红外光谱(FT–IR)并结合分子模拟、DNA熔点及粘度测定,研究了沙丁胺醇(Sal)与小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用。结果表明,ctDNA以静态方法猝灭Sal的内源荧光,25℃时ctDNA与Sal的结合常数为1.26×104L·mol,氢键和范德华力是两者结合的主要驱动力。Sal存在下,ctDNA的熔点无明显变化,KI荧光猝灭效应和盐效应不明显,证实Sal与ctDNA主要通过沟槽模式结合。FT-IR与分子模拟结果显示,Sal倾向于与ctDNA的胸腺嘧啶(T碱基)结合。CD和凝胶电泳分析表明,Sal与ctDNA结合没有对DNA产生明显损伤,DNA仍维持B型构象。