新型萘酰亚胺类荧光探针和核酸及其前体相互作用的研究

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1、摘要本文合成一系列萘酰亚胺型荧光探针(NI、NI．ADU、NDI)，应用稳态与瞬态光谱法分别研究了它们与核酸及其前体的相互作用，主要研究结果如下：L萘酰亚胺型畔I、NDI)荧光探针具有较强的紫外吸收和荧光发射，其荧光光谱具有明显的溶剂效应和pH效应。随着溶剂极性的增强，NI的荧光发射强度增大，且最大荧光发射波长发生红移；在溶液pH值到达11时，NI探针荧光发射最强，而后迅速减弱。2．核酸及其前体(碱基、核苷)对萘酰亚胺探针的荧光具有强烈的淬灭作用，其规律符合Stern-VoImer线性方程，所得双分子淬灭速率常数接近速率扩散控制范围，证明其相互作用具有电子转移的

2、性质。核酸对萘酰亚胺型荧光探针的淬灭能力远强于核苷及碱基，四种核酸碱基中嘌呤碱基的淬灭能力强于嘧啶类碱基。3．应用纳秒激光光解技术研究了NI荧光探针时间分辨瞬态吸收光谱特性，证实了激发态和瞬态中间体的归属。探索了NI与B．胡萝卜素的T．T能量转移过程，系统研究了一系列电子给体淬灭剂(11)A、Gua、2'-dGua)与NI相互作用的瞬态动力学与电子转移机理，测定了其相应的淬灭速率常数。在无外加淬灭剂的情况下，3NI与NI发生自淬灭，研究了其自淬灭反应的动力学，提出其自淬灭电子转移机理。4．2．_氨基一2’～脱氧尿苷(ADU)对NI稳态荧光的淬灭具有明显的微环境效

3、应。在CTAB和SDS胶束体系中的双分子荧光淬灭速率常数(1(a)值均大于水和Tris中的k0，达到或者接近扩散控制范围，证明ADU对NI探针的稳态荧光淬灭具有电子转移的性质。5．设计合成了三种萘二酰亚胺和2’一氨基一2L脱氧尿苷共价连接的超分子(NI-ADU)，研究了分子内ADU对NI基团淬灭反应的瞬态动力学，提出其分子内电子转移机理。其次，设计合成具有特殊碱基序列的发夹式寡聚核苷酸(ODN)，发现ODN对NI-ADU超分子具有明显的荧光淬灭作用，其熔炼温度随着NI—ADU中亚甲基连接体的碳原子数目增多而升高，且均高于未加NI以DU时ODN的熔炼温度。此结果证

4、明NI-ADU超分子能使ODN发夹结构变得更加稳定。摘要6．设计了两类八种萘酰亚胺荧光探针(NI、NDI)，对其合成进行了探索和改进，得到较为满意的结果。同时对于2’一氨基一2叫搅氧尿苷(ADU)的合成进行了改进，找到了一条适宜大量制备ADU的合成路线。关键词：萘酰亚胺，激光闪光光解，电子转移，荧光探针，寡聚核苷酸AbstractABSTRACTInthisthesis，aseriesofnaphthalimidefluorescentProbes(NI，NI—ADU，NDI)weresynthesized．Theinteractionsofnaphthalim

5、idewimnucleicacidanditsprecursorswerestudiedbystaticandtransientspectroscopy．TheresultsweresummarizedaSfollows：1．Naphthalimideprobes(NI，NOI)exhibitedstrongUVabsorptionandfluorescenceemission．ApparentsolventandpHeffectonthefluorescencespectraofnaphthalimidewereobserved．Thefluorescence

6、intensityofNIincreasedwiththeincreaseofsolventpolarity,moreover,redshiftofmaximumemissionwavelengthoccured．ThefluorescenceemissionintensityreachedthemaximumatpH=l1，andthendecreasedrapidly．2．Thefluorescenceofnaphthalimideswasstronglyquenchedbynucleicacidsandtheirprecursors，whichisgove

7、medbyStem—Volmerlinearequation．Thebimolecularfluorescencequenchingrateconstantsweremeasuredtobethemagnitudeof1010M。1S’1．whichareclosetothediffusion．controlledratelimit．Thisindicatedthatthequenchingwasacharacteristicofelectrontransfer(ET)interaction．Thequenchingabilitybythequencherssh

8、owedthefollo