一种方酸菁染料的聚集体调控及其在Pb^(2+)检测中应用北大核心CSCD

铅作为一种重金属离子在工业生产中被广泛应用,环境中不可避免的产生Pb^(2+)污染,因而Pb^(2+)的检测具有重要意义。菁染料聚集体具有可控性,聚集体之间转化伴随着明显光谱信号变化。本研究合成一种方酸菁染料(F-Cl),其二聚体和单体可相互转化。以Pb^(2+)敏感的富G碱基序列(T30695)为模板,当Pb^(2+)存在时,富G序列形成G-四链体,诱导F-Cl由二聚体转化成单体,使得紫外吸收信号改变,实现Pb^(2+)的检测。该检测手段简单,仅需紫外光谱表征。同时该方法具有良好的特异性,线性区间为1~20μmol/L,检测限为0.90μmol/L,响应时间快速。     

光谱法研究噻菁染料与血清蛋白的相互作用

本文通过吸收和荧光光谱法研究了一种噻菁染料与人血清蛋白及牛血清蛋白的相互作用。吸收光谱数据表明,与血清蛋白结合后,噻菁染料单体的吸收峰发生红移,同时强度也有很大变化;还通过吸收光谱计算确定了噻菁染料与血清蛋白的结合位点数（ n ）。与人血清蛋白或牛血清蛋白结合后,噻菁染料的荧光量子产率增加。分析噻菁染料的荧光强度随溶液中血清蛋白浓度的变化得到了二者反应的表观结合常数（ K _a）和自由能变化（ ΔG ）。根据表观结合常数（ K _a）可以判断,人血清蛋白比牛血清蛋白与噻菁染料的结合更强。     

一种新型咔唑类菁染料黏度荧光探针

合成了一种带有醛基的咔唑类菁染料KQ, 其自身的荧光量子产率较低, 对极性的敏感性小, 且荧光信号不受核酸等生物分子的干扰. KQ对环境黏度有很好的荧光响应, 相对荧光强度随着环境黏度的增大而增强, 并且在1×10^-3~1.3216 Pa·s黏度范围内, 染料的荧光强度与溶液的黏度呈良好的线性关系. 活细胞荧光成像实验结果表明, 染料KQ具有良好的细胞膜通透性, 并可对细胞内不同位置的黏度检测成像.     

不对称冠醚碲碳菁染料的合成

合成了５种不对称冠醚碲碳菁染料．对合成关键中间体冠醚苯并碲唑所用的４－硝基苯并１５－冠－５的还原酰化方法进行了改进，比较和研究了杂原子在同一主族的４个菁染料的可见吸收光谱，计算了它们的“Ｂｒｏｏｋｅｒ偏差”     

基于菁染料响应G-四链体结构变化的半胱氨酸检测探针

半胱氨酸是生物体中起着重要作用的还原性氨基酸,其在体内的含量变化可能会诱发机体发生多种病变。因此高选择性、高灵敏度和低成本的半胱氨酸检测技术具有重要意义。目前,高效的半胱氨酸检测方法有毛细管电泳、质谱、高效液相色谱和表面增强拉曼散射等,这些方法往往需要复杂的样品制备和精细的实验仪器,可能会限制其在半胱氨酸检测中的应用。本文利用富含鸟嘌呤的DNA链序列在钾、钠等金属离子诱导下形成对汞离子产生特殊响应的二级结构,而菁染料能够对DNA结构进行识别,并由此引起其超分子聚集形式的改变,致使其紫外和可见光谱性质随之变化。最终以Hg²⁺调控G-四链体与菁染料(ETC)组建的传感器,实现对溶液体系中半胱氨酸高选择性的快速可视化检测。     

菁染料在荧光探针及光动力疗法中的应用

菁染料的研究及应用已有100多年的历史,近年来,它们在生物方面的应用研究已取得一定的成果.本文就近几年菁染料及其衍生物在生物医疗方面的研究及进展情况加以综述,特别阐述了这类染料用作荧光探针在生物大分子标识以及作为光敏剂在光动力疗法(PDT)中用于恶性肿瘤的诊断与治疗这两方面的研究进展.     

羟基取代对称恶碳菁染料的合成

菁染料作为在近紫外至近红外区域内的光谱增感剂,其主敏化区受到分子结构中的次乙基链长度和不同杂环结构的影响。     

菁染料和份菁染料的合成及其溶液的光稳定性研究

利用UV-Vis吸收光谱仪和光化学反应器,研究了菁染料和份菁染料的光降解动力学.研究结果表明,染料在乙腈溶液中的光褪色反应遵循假一级或零级动力学衰减.与相应的份菁染料相比,携带正电荷的菁染料具有相对较好的光稳定性.     

三联吡啶-萘酰亚胺二元化合物的合成及其与DNA的相互作用

本文合成了两种三联吡啶修饰的萘酰亚胺化合物NPI1和NPI2,并利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、圆二色光谱(CD)、荧光共振能量转移(FRET)等方法研究了它们与双链CT DNA和Htelo G-四链体DNA的相互作用。实验结果表明,化合物NPI1和NPI2对G-四链体DNA具有很好的结合能力和选择性,溶液中的碱金属离子种类和萘酰亚胺基团上的取代基对NPI1和NPI2与DNA的作用有很大的影响。在含K+的缓冲液中,NPI2与G-四链体的结合常数达到1.06×108 L/mol,是与双链CT DNA结合常数的268倍。圆二色谱结果表明在不含碱金属离子的溶液中,NPI1和NPI2可诱导Htelo DNA形成反平行结构G-四链体。Autodock分子对接模拟表明NPI1和NPI2可以通过堆积作用、静电作用、氢键等作用方式与G-四链体结合,使得它们对G-四链体具有很高亲和性(Ka>107 L/mol)。     

凝胶原位探测c-Myc G-四链体的结构多态性

G-四链体(G4)在某些条件下可形成聚集结构,丰富了其结构多态性,但影响了其结构与功能研究。本研究建立了对平行G4 c-Myc及衍生序列形成的分子内结构和分子间聚集体同时分离与原位探测的方法,并讨论了末端碱基对c-Myc形成聚集体的影响。首先通过荧光光谱研究了硫磺素T(Thioflavin T,ThT)与G4的相互作用,发现ThT对含不同A/T末端的c-Myc响应不同;比较典型分子间平行以及反平行单体G4,发现ThT结合分子间平行G4能使其荧光强烈激活。用ThT对凝胶中的G4条带特异性染色,再用Stains-all对所有DNA条带染色,通过ImageJ获得DNA条带经双重染色的光密度比值,发现分子间平行单体G4或分子间G4聚集体的光密度比值大于1,分子内平行G4的光密度比值约为0.5,非G4结构的光密度比值接近0;发现末端碱基影响c-Myc聚集体的形成,在K⁺溶液中增加末端碱基利于形成G4聚集体,其中T作用更强;在Na⁺溶液中只有末端含两个或以上的A利于其形成G4聚集体。本研究利用特异性与非特异性的染料组合在胶上原位探测G4构型多态性的策略,...     

J-聚集体生成中阴离子菁与外加盐反离子相互作用的量热瘀电化学活度测量

用量热和反离子活度测量法研究了阴离子菁(Ⅰ)在DMF-水(35%DMF, V/V)中生成J-聚集体时, 染料与外加盐反离子之间的相互作用。当外加盐为CdCl_2或LaCl_3时, 由量热曲线获得J-聚集焓△H_9, 分别为-42.6, -42.0 kJ·mol~(-1), 染料(Ⅰ)束缚的Cd~(2+), La~(3+)量与染料量之比分别为0.48:1和0.31:1。由反离子活度的电化学活度测量获得束缚的Cd~(2+)离子量与染料量之比为0.47:1, 这些结果表明J-聚集体中, 染料与其反离子形成了盐型的总体。     

Highly Efficient Photosensitization of Mesoporous TiO_2 Electrode with a Cyanine Dye

Dye-sensitized mesoporous TiO2 photoelectrochemical cell has attracted much interest for photoelectric conversion1,2. The most efficient charge transfer dye studied so far is Ru(dcbpy)2(NCS)2 (dcbpy=4, 4'-dicarboxy-2, 2'-bipyridine), with which IPCE of about unity has been achieved3. Considering the low cost, low toxicity, easy handling, non-metal complex dyes should also be right candidates. Here we report the highly efficient photosensitization of mesoporous TiO2 electrode with a nov…     

A comparative study of assembly and disassembly process of dimeric and monomeric cyanine dyes with DNA templates

H-aggregates of dimeric cyanine dyes (TC-P4) formed in PBS could be disassembled by G-quadruplex into dimer and/or monomer, resulting in higher fluorescent selectivity than its corresponding monomer (TC).     

Development of a light-up fluorescent probe for HRAS G-quadruplex DNA

The development of small-molecule G-quadruplex DNA probes has attracted significant attention in recent years. However, G-quadruplexes can display a wide variety of topologies, which process different structures and functions. Therefore, selective discrimination one G-quadruplex structure over another is promising. Herein, we reported the design, synthesis and biological evaluation of a long-chain fatty amine functionalized triphenylamine-quinolinium conjugate 1b. Significant enhancement of the fluorescence intensity (over 180 fold) was observed when 1b bound with HRAS G-quadruplex DNA, while much weaker enhancements were presented in the presence of other G-quadruplexes (45–90-fold) and single/double-stranded DNAs (less than 20-fold), indicating 1b had an excellent selectivity to HRAS. The details of the interactions were investigated by UV–Vis, FID and CD analysis. The results show 1b could interact and stabilize HRAS structure mainly by π-π stacking binding mode. The introduced amine chain of the structure core was found to be better in the terms of inducing selectivity toward G-quadruplex structure. In addition, the application of 1b as a fluorescent agent for living cell imaging was also demonstrated.     

Triphenylmethane dyes as fluorescent probes for G-quadruplex recognition

Triphenylmethane (TPM) dyes normally render rather weak fluorescence due to easy vibrational deexcitation. However, when they stack onto the two external G-quartets of a G-quadruplex (especially intramolecular G-quadruplex), such vibrations will be restricted, resulting in greatly enhanced fluorescence intensities. Thus, TPM dyes may be developed as sensitive G-quadruplex fluorescent probes. Here, fluorescence spectra and energy transfer spectra of five TPM dyes in the presence of G-quadruplexes, single- or double-stranded DNAs were compared. The results show that the fluorescence spectra of four TPM dyes can be used to discriminate intramolecular G-quadruplexes from intermolecular G-quadruplexes, single- and double-stranded DNAs. The energy transfer fluorescence spectra and energy transfer fluorescence titration can be used to distinguish G-quadruplexes (including intramolecular and intermolecular G-quadruplexes) from single- and double-stranded DNAs. Positive charges and substituent size in TPM dyes may be two important factors in influencing the binding stability of the dyes and G-quadruplexes.     

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。     

苯并噻唑类核酸分子荧光探针的合成及光谱性质

设计合成了3种两端杂环氮原子上具有不同取代基的苯并噻唑类不对称三甲川菁染料,并对染料的结构进行了表征。 测试了染料在乙醇中的吸收和荧光发射光谱,染料的最大吸收值和荧光发射值分别在629~635 nm和656~672 nm之间。 染料8、9和10的斯托克斯位移分别为23、37和27 nm。 染料在溶剂中基本无荧光,荧光量子产率小于0.021,可以极大的降低染料自身的荧光背景干扰。 染料的光降解实验表明,两端杂环氮原子苄基取代后可以明显增强染料的光稳定性。 测试循环伏安曲线得到染料的氧化电位分别为0.535、0.456和0.399 V,氧化电位越大,光降解速率常数越小,与光降解实验得到的降解速率常数结果一致。     

Synthesis and post-synthetic derivatization of a cyanine-based amino acid. Application to the preparation of a novel water-soluble NIR dye

An efficient synthesis of a new fluorescent amino acid derived from a pentamethylene cyanine dye is described. Selective derivatization of its amino group with an original trisulfonated linker has led to a novel water-soluble NIR dye suitable for covalent labeling of biomolecules