Estimation of PAMAM Dendrimers' Binding Capacity by Fluorescent Probe ANS

Dendrimers are globular, hyperbranched polymers which possess a high concentration of surface functional groups and internal cavities. These unique features make them very useful to many biomedical applications, especially as carrier molecules. This study presents results of estimation of polyamidoamine (PAMAM) dendrimers and human serum albumin (HSA) binding capacity of fluorescent probe 1-anilinonaphthalene-8-sulfonic acid (ANS). It has been shown that fluorescent probes can be used for quantitative analysis of dendrimers' binding capacity.     

The Interaction between Polycationic Poly-Lysine Dendrimers and Charged and Neutral Fluorescent Probes

The interactions between polycationic poly-lysine dendrimers and hydrophobic fluorescent probes (anionic ANS and neutral Prodan) were studied. R121 and R131 dendrimers were not able to interact with anionic and neutral hydrophobic groups. R124 was able to interact with neutral and anionic hydrophobic fluorescent probes, however mainly through hydrophobic forces. Dendrimers R155 and R169 showed the maximal effects. The strongest interactions observed for R169 can be explained by intramolecular folding (stacking) of its two L-proline residues. Using double fluorescence titration technique for ANS probe allowed to receive such constant of binding and the number of binding centers: for R121, 1.8·10³ (mol/l)⁻¹ and 1.07; for R124, 12.1·10³ (mol/l)⁻¹ and 0.48; for R131, 4.7·10³ (mol/l)⁻¹ and 0.48; for R155, 9.2·10³ (mol/l)⁻¹ and 1.36; for R169, 39.6·10³ (mol/l)⁻¹ and 0.97. Thus, neutral and anionic hydrophobic probes can be used for the fast preliminary screening of binding properties of newly synthesized polycationic dendrimers.     

以牛血清白蛋白为荧光探针的格列吡嗪含量测定方法

在pH=7.40的Tris-HCl缓冲溶液中,牛血清白蛋白(BSA)与格列吡嗪(Glipizide)的相互作用会使BSA荧光有规律地发生猝灭,据此建立了以BSA为探针的Glipizide含量测定方法。Glipizide浓度在0.25～20μmol/L范围内与荧光强度呈现良好的线性关系,方法的检出限为0.071μmol/L。对于片剂中Glipizide含量的测定,平行6次测定的相对标准偏差为1.29%～2.80%,回收率为86.79%～96.43%。     

荧光光谱法研究G3.0 PAMAM树状大分子与牛血清白蛋白的相互作用

聚酰胺-胺型(PAMAM)树状大分子是一类新型的纳米级、球型、高度分支、单分散性的聚合物,并具有安全、低毒、无免疫原性等许多独特的生物学性质。正是由于这些优势使其有望成为一种新型有效的生物材料,用于作为寡核苷酸的转运因子和药物转运载体。因此,深入了解树状大分子的生物学性质对进一步研究其在治疗方面的应用是至关重要的。文章应用荧光光谱法在生理条件下研究了具有表面氨基的3.0代聚酰胺-胺型(G3.0 PAMAM)树状大分子与牛血清白蛋白(BSA)间的相互作用。结果表明,加入G3.0 PAMAM树状大分子后,BSA内源性荧光发生猝灭,其猝灭机制属于静态猝灭,符合Stern-Volmer方程。通过计算得到该树状大分子与BSA间的结合常数为(1.067±0.025)L·mmol-1。通过同步荧光、红边激发荧光位移(REES)等方法的研究发现,树状大分子的存在会改变BSA的构象。此外还考查了体系的pH值和离子强度对该树状大分子与BSA相互作用的影响,由实验结果可推断静电作用是二者结合的主要作用机制。     

PAMAM树状大分子与5-氟尿嘧啶相互作用的NMR研究

本文利用多种核磁共振（NMR）技术研究了聚酰胺-胺树状大分子（PAMAM）与5-氟尿嘧啶（5-FU）在水溶液中的相互作用.¹H NMR化学位移滴定结果表明5-FU分子结合在PAMAM分子表面,¹³C NMR化学位移滴定分析结果表明5-FU分子通过氢键或疏水间相互作用进入到PAMAM的内部疏水空腔.¹H核和¹⁹F核自旋-晶格弛豫时间（T₁）的测定结果也说明了二者之间存在相互作用.NOESY实验进一步验证了5-FU分子进入到PAMAM分子的内部空腔.本研究为研究树状大分子和药物小分子的相互作用提供了系统的NMR分析方法.     

酯基取代的吲哚衍生物的红外和荧光光谱研究

Tryptophan derivatives have long been used as site-specific biological probes. 4-Cyanotryptophan emits in the visible region and is the smallest blue fluorescent amino acid probe for biological applications. Other indole or tryptophan analogs may emit at even longer wavelengths than 4-cyanotryptophan. We performed FTIR, UV-Vis, and steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy on six ester-derivatized indoles in different solvents. Methyl indole-4-carboxylate emits at 450 nm with a long fluorescence lifetime, and is a promising candidate for a fluorescent probe. The ester-derivatized indoles could be used as spectroscopic probes to study local protein environments. Our measurements provide a guide for choosing esterderivatized indoles to use in practice and data for computational modeling of the effect of substitution on the electronic transitions of indole.     

光谱探针猩红S与牛血清白蛋白结合的发光光谱

利用荧光光谱和紫外吸收光谱,详细研究了不同温度下猩红S(PS)与牛血清白蛋白(BSA)的结合反应,发现PS对BSA的内源性荧光具有较强的猝灭作用,其猝灭机理属于静态猝灭,由此求得PS与BSA间的结合常数、结合位点数及热力学参数等.结果表明:PS与BSA之间形成了1:1稳定复合物,它们之间的作用力主要是静电引力.根据Fo...     

Compared Behavior of Hydrophobic Fluorescent NBD Probes in Micelles and in Cyclodextrins

Four hydrophobic NBD derivatives, differing by the length of the fatty chain, were introduced in micelles of Triton X100 as well as in - and -cyclodextrins. The spectroscopic data indicated that the probes were more efficiently protected from water in micelles than in cyclodextrins. The insertion of the probes in both media was discussed.     

Use of a Spectrofluorimetric Method to Monitor Changes of Human Serum Albumin Thermal Stability in the Presence of Polyamidoamine Dendrimers

Polyamidoamine (PAMAM) dendrimers' impact on human serum albumin thermal stability was investigated. Thermal denaturation profiles were determined from changes in the intrinsic fluorescence intensity. In the presence of dendrimers the shift of a denaturation temperature toward higher values was observed. It indicates a slight increase of protein stability upon dendrimers treatment.     

Dipole Moments of Phenylnaphthylamine Fluorescence Probes and Study of Dielectric Interactions in Human Erythrocyte Ghosts

Electrooptical absorption and emission methods were used to measure the dipole moments of 1-phenylnaphthylamine (1-AN) and 1,8-anilinonaphthalene sulfonate (1,8-ANS) fluorescence probes in the ground and excited states. The measurements were performed in cyclohexane (1-AN) and dioxane (1-AN and 1,8-ANS). Our results show that the charge distribution in 1-AN differs substantially from that in 1,8-ANS. The spectral dependence of electrooptical coefficients in the case of 1,8-ANS indicates that the absorption band is a superposition of several (at least two) electronic transitions. We found that the electronic spectra of 1-AN in erythrocyte ghosts are inhomogeneously broadened. Due to inhomogeneous broadening it is possible to excite selectively molecules located at different sites. Dielectric interactions (given by the dielectric constant) were investigated from the position of the maximum of the fluorescence quantum spectra of 1-AN. The dielectric constant of human erythrocyte ghosts varies from about 6.7 ± 0.8 to about 17.6 ± 3.5, depending on the excitation frequency and, consequently, on the location of the probe.     

表面活性荧光探针分子与牛血清蛋白的相互作用

研究了两种表面活性荧光探针分子2-(对-十二烷基氨基)苯基-3,3-二甲基-5-乙酯基-3H-吲哚基-甲基-二-十六烷基碘化铵(1)和2-(对-十二烷基氨基)苯基-3,3-二甲基-5-乙酯基-3H-吲哚基-二甲基-十八烷基碘化铵(2)与牛血清蛋白(BSA)之间的相互作用。根据结合反应的温度效应求得热力学函数并推断探针分子与BSA结合的作用力类型;分子1和2与牛血清蛋白之间存在能量转移现象,根据Frster非辐射能量转移理论计算得到给体-受体之间的距离分别为2.90和4.02 nm。     

多光谱法和分子对接研究α-熊果苷与人血清白蛋白的相互作用

α-熊果苷是一种能够止咳平喘的植物提取物,有关它与蛋白质的相互作用及作用机理报道较少。应用光谱学与分子对接技术研究了在不同条件下α-熊果苷与人血清白蛋白（HSA）的相互作用。研究结果显示：随着α-熊果苷浓度的增大,HSA荧光强度得到了显著增强并且荧光光谱发生了蓝移。利用荧光增敏的各种有关方程求得了α-熊果苷在不同温度下与HSA作用的结合常数, 通过范特霍夫方程计算HSA与α-熊果苷相互作用过程中的ΔH=-23.29 kJ·mol-1和ΔS=40.96 J·mol-1·K-1,说明α-熊果苷与HSA之间的主要作用力是氢键和疏水作用力。通过紫外吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱等光谱学方法研究发现α-熊果苷使HSA的构象发生改变。通过HSA与α-熊果苷作用前后圆二色二级结构的定量分析可得知,HSA与α-熊果苷复合物的形成使蛋白质螺旋稳定性降低。最后应用分子对接实验,验证了α-熊果苷与HSA间的相互作用位点在HSA的siteⅡ（亚域ⅢA）,α-熊果苷能通过氢键和疏水作用力等多种作用力很好的结合在亚域ⅢA的疏水腔中。从实验中获得的数据能够阐明α-熊果苷对HSA的作用机制,同时能够有助于理解α-熊果苷在人体的储藏运输过程中对蛋白质功能的影响。     

头孢噻肟与人血清白蛋白的相互作用机制

用光谱技术研究人血清蛋白(HSA)与头孢噻肟(CTX)分子间结合作用机制, 头孢噻肟与β-内酰胺酶的亲和力。由Lineweave-Burk双倒数作图法确定了该反应的解离常数K_d=1.22×10-4,用同步荧光技术考察头孢噻肟对人血清蛋白构象的影响。依据Frster非辐射能量转移机制,得到给体-受体间的结合距离和能量转移效率,确定了头孢噻肟与人血清白蛋白以疏水作用为主。认为头孢噻肟对β-内酰胺酶稳定性与药物结构有关;抗菌活性和抗生素效力与能量转移效率和解离常数有关。同步荧光技术考察头孢噻肟对人血清蛋白构象的影响。     

牛血清白蛋白与荧光增白剂相互作用的荧光光谱法研究

应用荧光光谱法研究了牛血清蛋白与荧光增白剂CBS-X、BBU、VBL的相互作用.通过Stern-Volmer方程、Lineweaver-BurK方程和双对数曲线进行计算,研究了FWA对BSA内源荧光的猝灭机制.FWA对BSA内源荧光的猝灭主要为静态猝灭和荧光共振能量转移猝灭.测定了荧光增白剂CBS-X、BBU、VBL对BSA的猝灭常量和扩散常量(283 K),确定了荧光增白剂与BSA结合位点数均为1.根据Frster非辐射能量转移理论,计算了BSA与荧光增白剂分子间的结合距离和能量转移效率.通过测定283 K和298 K时供体与受体分子间结合常量,计算了BSA与荧光增白剂作用的热力学参量.BSA与FWA作用的ΔH<0,ΔS>0,并以此确定了BSA 与荧光增白剂分子主要通过静电力进行作用.     

萘酰亚胺铁离子荧光探针的合成及识别性能

以1,8-萘酐、N,N-二甲基乙醇胺、三乙烯四胺为原料,通过酰亚胺化、缩合等反应,合成一种萘酰亚胺荧光探针,并通过核磁氢谱、红外光谱结构表征,测定了探针在乙醇与水的混合溶液中的荧光光谱。考察了金属离子浓度等因素的影响,对其配位机理进行了研究。结果显示,目标产物在乙醇-水溶液中对Fe~(3+)表现出了专属选择性识别性能,在(1.87~6.53)×10~(-6)g/m L的Fe~(3+)浓度范围内,探针荧光强度与Fe~(3+)浓度有很好的线性关系,线性相关系数R=0.995 3,检出限为405.1 ng/mL。     

同步与三维荧光光谱法研究日落黄和人血清蛋白的相互作用

日落黄是一种具有潜在危害性的人工合成色素。选用人血清蛋白为研究对象,利用荧光光谱法分析了日落黄对人血清蛋白荧光的猝灭作用,确定了荧光猝灭反应的猝灭常数Ksv,结果表明日落黄对人血清蛋白的荧光猝灭作用类型为静态猝灭。运用同步荧光光谱法分析日落黄与人血清蛋白结合表明：日落黄与人血清蛋白的结合靠近色氨酸附近,引发色氨酸残基趋向伸展状态,人血清蛋白的结构发生改变。此外,在模拟人体生理条件下选用10种不同的金属离子加入到日落黄和人血清蛋白的反应体系中,运用三维荧光法检测金属离子对体系的影响,结果表明Cu2+,Pb2+,Ni2+和Mn2+对猝灭过程有着促进作用,其中Ni2+的影响最大,增幅达 22.6 %;而Fe2+和Zn2+对猝灭过程有着抑制作用,抑制率达14.12%和14.2%。本研究的实验方法适用于研究食品添加剂的毒性,有助于保护食品安全,维护人体健康。     

萘酰亚胺接枝壳聚糖Al3+荧光探针的合成及光谱性能研究

以1,8-萘酰亚胺、壳聚糖、盐酸吗啉胍为原料,通过酰亚胺化、席夫碱等反应,设计合成了一种萘酰亚胺接枝壳聚糖类增强型荧光探针（NCFP）。采用红外、核磁共振等技术对其结构进行表征,利用荧光光谱研究了其光谱性能及对金属离子的识别作用。研究结果表明,合成的荧光探针对Al³⁺具有较高的选择识别性能,且受常见离子的干扰较小。探针的荧光强度与Al³⁺浓度（29.90~253.41 μmol/L）有良好的线性关系,线性相关系数R²=0.997 9,Al³⁺的最低检出限达4.279 μmol/L,Job's曲线表明,荧光探针与Al³⁺的络合比为1：1。     

染料木素酯化修饰物与牛血清白蛋白的相互作用

在模拟人体生理条件下(pH＝7.4),利用荧光光谱和紫外分光光度法研究了染料木素7-乙酰阿魏酸酯(1)和染料木素7,4’-二-乙酰阿魏酸酯(2)两种新型染料木素酯化修饰物,与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验表明：两种染料木素阿魏酸酯均能有效猝灭BSA的内源荧光,低浓度时为静态猝灭过程。考察了不同温度下化合物与BSA的结合常数和结合位点数。根据反应热力学参数确定了BSA与1之间主要为静电力作用,与2之间主要为氢键和范德华力作用。根据Frster 非辐射能量转移理论,BSA(给体)与化合物(受体)间的结合距离r分别为2.63和2.92 nm。同步荧光光谱法研究表明,染料木素乙酰阿魏酸酯与BSA的结合不影响蛋白质的构象,结合位点更接近于色氨酸。     

基于分子内电荷转移的多枝状荧光探针光学性质与响应机理分析

本文采用含时密度泛函理论研究了用于检测生物硫醇的荧光探针分子的光学性质.通过计算探针分子Mol.1、Mol.2和Mol.3与半胱氨酸和同型半胱氨酸反应前后的单光子吸收和发射性质,研究了碳碳三键和苯环结构对荧光探针性质的影响.随着给电子体三苯胺结构的逐渐完善和碳碳三键的加入,探针分子的振子强度逐渐增大,展现出了更好的荧光探针性质.同时,研究了不同侧枝数目对探针分子性质的影响,结果表明,相较于单枝分子Z1和三枝分子Mol.3,两个侧枝的探针分子Z2振子强度更大,检测效果更佳.增加了碳碳三键和苯环后的单枝新型探针分子Mol.4,相较于具有三枝结构的探针分子Mol.3,具有良好的探针性质,且结构更为简单.     

小檗碱与人血清白蛋白的相互作用

利用紫外光谱和荧光光谱技术研究了中药有效成分小檗碱与人血清白蛋白(HSA)的相互作用机制。利用荧光猝灭反应测得它们之间结合常数K=1.168×105 L·mol-1,结合位点数n=5.26。依据Frster非辐射能量转移机制,测得供体-受体间结合距离R=3.44 nm和能量转移效率E=0.303。认为小檗碱在HSA的位置阻断了酪氨酸残基与色氨酸残基之间的能量转移,并使它们的荧光猝灭,并与色氨酸结合生成了较弱的荧光发光体。