溶剂极性效应和pH效应对萘二酰亚胺型荧光探针荧光光谱影响的研究

萘二酰亚胺类化合物是新的抗病毒前体之一,在生物化学和医学领域的应用近来引起广泛注意[1].这类化合物具有独特的荧光特性[2],可用于核酸损害机理的研究,是典型的外源型核酸荧光探针之一.因此,研究这类探针的荧光光谱特性对核酸化学的研究将提供重要信息.本文研究了三种新型荧光探针N-(羟乙基)-1,8-萘二酰亚胺(NI1),2-(1,8-萘二酰亚胺基)乙酸(NI2)和6-(1,8-萘二酰亚胺基)正己酸(NI3)在不同极性溶剂中的荧光光谱性质.实验表明,随着溶剂极性的增大,NI型荧光探针的荧光发射峰值发生了明显的红移,荧光强度变化的总体是增大的(表1),其Stock位移(荧光的最大发射峰波长值与最大吸收峰波长值之差)符合Lippert线性方程,如图1所示.     

N-羟乙基-1,8-萘二酰亚胺探针与核苷间电子转移的激光闪光光解研究

核酸与核酸前体参与的电子转移(ET)作用能够直接或间接导致核酸主链和碱基侧链的断裂,因此对核酸碱基光动态损害机理的深入研究具有重要的理论和实际意义．其中,核酸荧光探针逐渐成为研究生物分子的主要技术之一,借助于时间分辨的瞬态吸收光谱技术,检测荧光探针激发态物种及其与核酸之间发生电子转移作用而产生的活性中间体,能够深入了解光断裂反应的最初步骤,揭示核酸断裂电子转移反应的微观机理．     

萘二酰亚胺型荧光探针的荧光淬灭及与DNA相互作用的研究

荧光探针由于其灵敏度高,特别是对微环境结构的敏感而被广泛应用于核酸结构与性能的研究.现已探明核酸与外源和内源荧光探针可以发生多种物理与化学相互作用,核酸与核酸前体参与的电子转移与空穴转移作用也成为新的研究热点,这种化学作用最终可导致核酸主链和碱基侧链的断裂,因而受到广泛的重视[1,23].     

丝组二肽所含基团在其切割DNA反应中的作用

近 2 0年来 ,人工核酸切割试剂的研究一直是化学、生物化学和分子生物学中最为活跃的前沿领域之一[1,2 ] .人工核酸切割试剂可以在足迹技术和核酸高级结构的研究中用作高分辨率的化学探针 ,还可以用于合成定点切割试剂[3] .后者又被称为人工工具酶 ,是一种非常重要的分子生物学工具 ,在疾病的基因治疗、反义 PCR技术等领域中都具有重要的应用 .人工核酸切割试剂的切割机理主要有自由基机理和磷酸酯水解机理两大类 .相对于自由基机理 ,水解机理具有许多优点 ,使得水解型切割试剂具有更为广泛的应用 .对于 DNA,目前文献报道的水解型人工切…     

通过三嗪荧光探针的多氢键作用识别胸腺嘧啶

发展新型光学受体分子, 研究其对核酸碱基的选择性识别不仅有助于了解生物体内分子作用和转化的机理, 同时对发展新的生物分子检测方法和研制新药等都具有重要意义. 然而, 由于核酸碱基的性质相近, 因此实现单一碱基的选择性识别较难[1]. 氢键是一种重要的分子间相互作用力, 在生物化学和分子药理学研究中, 尤其在生物大分子的三维结构中起着重要的作用[2,3].     

氟硼二吡咯类阳离子荧光探针的研究进展

荧光探针提供了方便、快捷、廉价的分析测试手段,并具有很高的灵敏度和选择性,因而在分析化学、临床生物化学、医学以及环境科学等领域有广泛的应用前景.氟硼二吡咯(BODIPY)是一种光物理和光化学性能优异的荧光染料,本文综述了近年来BODIPY类阳离子荧光探针的最新研究进展和发展趋势.     

高分子药物研究Ⅸ.1,3-二羟烷基-5-氟尿嘧啶与二氯磷酸酯缩聚物的合成

<正> 核酸的抗代谢物是研究正常细胞和肿瘤细胞代谢、发展新的抗肿瘤药物的极好来源。近年来合成含核酸碱基、核酸碱基衍生物的聚合物引起了人们的极大兴趣。在这些聚合物中,核酸碱基及其衍生物均以侧基支载在聚合物上。我们将5-氟尿嘧啶引入不同化学结构的高分子主链上,合成了一系列高分子抗癌药物,经动物试验和一期临床观察     

三环嘌呤碱基内源性探针的稳态荧光研究

近十年来,荧光探针技术已成为核酸研究中最重要的领域之一.但由于嘌呤与嘧啶碱基本身常温下荧光较弱,因此研究碱基激发态及其电子转移有较多困难.其次,生物体的内源型荧光探针种类很少,故现今广泛使用外源型荧光探针如溴代乙锭、卟啉吖啶等共轭杂环正离子,它们具有荧光强、易检测等优点,但也易于产生结构性干扰.     

修饰的三环特殊碱基衍生物合成

核苷例如鸟苷等是核酸的基本结构单元,具有重要的生物活性.近来核苷的结构修饰研究成为化学生物学的前沿领域之一,引起人们极大关注[1],无环鸟苷ACV和丙氧鸟苷GCV是人工合成的鸟苷的修饰衍生物,是目前治疗基因缺损的抗病毒药优良品种.Boryski等[2]以ACV做母体并将之转换成三环嘌呤衍生物,得到了具有较好抗疱疹性能的化合物.另一方面,修饰的嘌呤三环衍生物亦被发现是一类稀有的特殊核酸碱基,存在于生物体的DNA中.     

核酸碱基互变异构体的结构、稳定性及其物理化学性质

核酸碱基是DNA及RNA分子的重要组成部分, 在基因遗传信息的传递方面起着主导作用. 核酸碱基存在多种互变异构体, 它们在DNA及RNA分子中主要以最稳定的异构体形式存在, 但是在气相或凝聚相中也有少量的其他异构体形式存在. 核酸碱基的稀有互变异构体往往能够引起碱基对的错配对, 这可能会导致DNA及RNA分子形成不规则的结构, 并进一步导致DNA或RNA双螺旋的自发突变. 因此, 对核酸碱基的互变异构体进行系统的研究, 有助于人们深入认识DNA和RNA分子的结构和性质. 国际上有很多研究小组已经通过实验和理论对核酸碱基互变异构体的结构、相对能量及其性质进行了研究. 本文对文献中有关核酸碱基互变异构体的实验和理论研究进行了综述. 在对前人研究进行归纳总结的基础上, 我们利用密度泛函计算对核酸碱基的互变异构体进行了排序, 得到的最优异构体结构参数和相对能量与实验值相比较为一致. 此外, 因为核酸碱基的物理化学性质可以为生物、化学、材料等方面的研究提供重要的基础性信息, 因此我们还对它们的电子亲和能、电离能、质子亲和能等研究进行了总结.     

氟硼二吡咯类阳离子荧光探针的研究进展

荧光探针提供了方便、快捷、廉价的分析测试手段，并具有很高的灵敏度和选择性，因而在分析化学、临床生物化学、医学以及环境科学等领域有广泛的应用前景。氟硼二吡咯（BODIPY）是一种光物理和光化学性能优异的荧光染料，本文综述了近年来BODIPY类阳离子荧光探针的最新研究进展和发展趋势。     

核酸适配体荧光探针在生化分析和生物成像中的研究进展

核酸适配体是指通过体外筛选技术从核酸文库中筛选出来,能够高特异性、高亲和力识别靶标物的寡核苷酸序列,具有靶标类型广泛、合成简单、相对分子质量小、化学稳定性高、易于进行生物化学修饰等优点。 核酸适配体能够通过折叠成特定的二维或三维构型与靶标物特异性结合,加上合适的信号转导机制,为重要靶标物的研究提供理想的分子识别与分子检测探针。 荧光检测技术具有高灵敏、高分辨率、易于实现多元分析等优点。 将核酸适配体的分子识别特性与荧光优异的光学检测性能相结合,在生命科学研究领域有着广泛的应用空间。 本文主要综述了核酸适配体荧光探针常见的分子设计和信号响应方式,及其在细胞成像、亚细胞成像中的应用研究,并对核酸适配体探针目前面临的一些挑战进行了讨论,最后对其未来的发展方向进行了展望。     

丝组二肽对DNA的切割作用的研究

近20年来,人工核酸切割试剂的研究一直是生物化学中最为活跃的前沿领域之一,研究人工核酸切割试剂的主要目的是合成定点切割试剂,后者是一种重要的分子生物学工具,在疾病的基团治疗、反义PCR技术等领域中有着重要的应用价值。此外,人工核酸切割试剂还可以在足迹技术和核酸高级结构的研究中用作高分辨率的化学探针。     

含萘酰亚胺基元的水杨醛席夫碱的合成及其溶致变色效应

将N-2-（-2-羟乙氧基）乙基4肼基-1,8-萘酰亚胺与水杨醛缩合得到-种新型席夫碱化合物N-（2-（2-羟乙氧基）乙基）4-（2-羟基苯甲醛腙肼基）-1,8-萘酰亚胺（Ⅰ）,对化合物Ⅰ在不同溶剂中的光谱性质研究发现,其表现出特殊的紫外吸收和荧光双重溶致变色效应,可作为荧光分子探针获得应用．对化合物Ⅰ在不同pH值的乙醇水溶液中的光谱性质进行研究,发现该化合物不仅表现出酸碱变色行为,而且具有质子调控荧光分子开关功能及化学荧光传感器特性,有望在酸碱指示剂、分子开关和化学荧光传感器等方面获得应用．     

用激基缔合物荧光研究聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物在溶液中的分子构型

聚苯乙烯在溶液中的激基缔合物荧光被发现以来一直引起人们的兴趣^{[ 1, 2]}. 聚苯乙烯激基缔合作用主要与处于基态的苯环层叠对的形成有密切关系. 其形成方式主要有(1)符合n= 3规则的相邻苯环间的相互作用.(2)主链上非相邻苯环间由于链段的卷曲而相互作用.(3)分属于不同主链上的苯环相互贯穿时的相互作用. 由于激基缔合作用是近程作用, 因此利用它研究聚合物线团在稀溶液的变化及由稀溶液到浓溶液的变化是十分有效的^{[ 3]}. 嵌段聚合物在形成胶束时, 一种聚合物分子链段形成核, 在核内大分子链段相互缠结, 相互贯穿. 而另一种聚合物分子链段形成壳, 其链段较为舒展. 因此利用激基缔合物荧光技术研究分子链段在核内的变化也应是十分有效的. 本文研究聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物体系。     

新型有机荧光探针分子的设计合成及在生物医学中的应用

近年来,荧光化学传感器以其高选择性、高灵敏度、实时原位监测、简便快捷等优点,受到人们的普遍欢迎.开发一些具有高灵敏度、高选择性、实时原位检测性能的荧光化学传感器,特别是开发一些具有实际应用价值的荧光化学传感器,一直都是人们追求的目标.论文根据分子识别和光化学传感的基本原理,结合生物医学检测的需要,设计了几种能够在水相中识别生物医学上重要生物活性分子的荧光探针分子.主要工作和结果概述如下.     

离子液体[bmim][PF6]与[moemim][PF6]结构微不均匀性以及微粘度的光谱探测

室温离子液体由于其极低的蒸汽压、比较好的热稳定性和化学稳定性、良好的分子结构与性能的可设计性等优点,作为一种新型的环境友好溶剂在很多领域有着广泛的应用.对于离子液体的微观结构和微观性能的研究是设计新型离子液体以及扩展离子液体应用的关键.本文通过荧光探针分子香豆素153(C153)的转动动力学和对微观环境敏感的荧光探针分子1, 3-二(1-芘基)丙烷(BPP)的稳态荧光光谱,探测和表征了烷基取代的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF₆])和与其具有相似结构的醚键官能化的离子液体1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([moemim][PF₆])的微观结构和微粘度. C153探针分子在离子液体[bmim][PF₆]中的转动过程具有快、慢两个组分表明离子液体[bmim][PF₆]内部存在松散和紧密的两种结构微区;而C153探针分子在离子液体[moemim][PF₆]中的转动动力学只存在一种过程,说明醚键的引入使得[moemim][PF₆]内部趋于一种类型的微环境.通过C153探针分子的转动时间研究发现,醚键官能化的离子液体[moemim][PF₆]的微粘度小于烷基链取代的离子液体[bmim][PF₆],同时通过BPP探针分子的二聚体激基复合物(excimer)与单体(monomer)荧光发射强度的比值(I_E/I_M)研究也证明这一结果.醚键的引入使得离子液体[moemim][PF₆]相对于离子液体[bmim][PF₆],侧链的极性更大、柔顺性更好,同时醚键有可能作为氢键的受体与阳离子形成氢键从而削弱离子液体中阴、阳离子间的相互作用,使得离子液体[moemim][PF₆]的微观环境比离子液体[bmim][PF₆]更为均一,同时具有更小的微粘度.     

核酸功能化稀土基纳米材料在生物检测中的应用

体内一些生物分子和离子的水平通常与细胞、组织、器官等结构和功能的变化相关,从而直接影响到疾病的预防、诊断和治疗,因此对体内这些物质的生物检测在医疗和健康领域具有重要的意义.基于稀土基纳米材料构建的纳米荧光探针具有灵敏度高、简单高效、抗干扰能力强等优点,在生物检测方面具有巨大的潜力.对稀土基纳米材料的核酸功能化能够进一步为纳米荧光探针提供更好的特异性识别能力和生物相容性,从而增强其在复杂样品中的生物检测能力.本综述总结了核酸功能化的稀土基纳米材料作为纳米荧光探针在生物检测领域的研究进展,简要介绍了其主要种类和性能、检测机理及检测物质,最后对该领域面临的挑战及未来的发展方向进行了展望.     

生命的神奇元素——硒

介绍硒元素的发现过程、存在形式,以及在生理过程中的重要作用。重点介绍硒元素在生物化学领域的研究现状与应用,包括含硒荧光探针应用于活性物种的检测,以及含硒化学探针应用于生物大分子的研究。     

染料掺杂有机改性硅酸盐的制备与光谱特性

1988年Pavlopoulos等人发现1,3,5,7-四甲基吡咯亚甲基BF₂化合物是一个性能优良的激光染料^[1].它的荧光量子效率高,激光效率比香豆素540A高10%,并具有低的三重态吸收和高的光化学稳定性.因此,在染料激光、生物荧光探针、光动力疗法等方面都有潜在的应用背景^[2~4].