化学-荧光探针分子光谱性质的理论研究.doc

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1、荧光探针分子光谱性质的理论计算摘要：应用量了力学的密度泛函(B3LYP/6・31G(**))计算方法研究菁染料荧光探许分了的结构与光谱性质的关系，对单体和双体结构的菁染料荧光探针分了进行结构优化，获得电子性质以及轨道能级分布等微观信息；计算染料的吸收光谱，比较了单体和双体结构特征与其光谱的关系。关键词：荧光探针，密度泛函理论，光谱性质，理论计算Abstract:Thequantummechanicsanddensityfunctionaltheorymethod(B3LYP/6-31G**)wasusedtostudythestr

2、uctureandspectroscopicpropertiesofthefluorescenceprobeofcyaninedyes.Thestructuresofmonomeranddimmercyaninedyeswereoptimized,andtheirelectronicpropertiesandmolecularorbitaldistributionswereobtained・Theabsorptionspectraofthedyeswerecalculatedandtherelationshipbetweenthe

3、dyesgeometryandspectrawerediscussed.Keywords:Fluorescenceprobe,Densityfunctionaltheory,Spectroscopy,Theoreticalcalculation1前言荧光染料是一种广泛使用的荧光标示剂，亦称为荧光探针。最常用于荧光免疫法屮标记抗原或抗体，亦可用于微环境，如表面活性剂胶束、双分子膜、蛋白质活性点位等微观特性的探测，也可用于标记待定的核昔酸片断，用于特界性地、定量地检测核酸的量。荧光检测技术在DNA杂交测试、免疫检测、基因重组检测和肿瘤

4、细胞早期诊断等方而的广泛应用极大地促进了荧光染料的发展。荧光染料包括紫外■可见染料和近红外荧光染料。近红外荧光染料的发射波长为700〜1200nm,在该范围内生物分子自身荧光较弱，可避免背景干扰而获得较高的分析灵敏度。根据与生物大分子的结合方式可将近红外荧光染料分为共价键结合式和非共价嵌入式，共价键结合的标记物比由非共价嵌入所得的复合物更稳定⑴。其检测原理是:通过活性基团，如:琥珀酰亚胺(NHSester).杲膳酸酯(NCS)或邻苯二甲酰亚胺等与蛋白质、DNA、核酸或其他生物大分子屮的轻基、氨基或疏基以化学键的方式键合，使染料荧光

5、特性发生变化，借此提供人分子结构和性能的信息〔役这类染料包括菁染料、駄菁、罗丹明及荧光索等。本课题所研究的是近红外染料中的菁染料。1.1菁染料1856年Williams发现了菁染料(亦称花菁)⑶,17年后,Vogef发现该类染料具有界常灵敏的感光能力，此后菁染料得到了迅速的发展。21世纪牛命科学和能源科学已成为科技发展的核心内容，这两个学科的飞速发展极人地推动着其他学科的变革。在这些相关科学技术的发展带动下，有关菁染料的应用研究也口新月异⑸。菁染料具有光谱范围广、摩尔消光系数高、荧光量子产率较高以及灵敏度高等良好的特性。随着生物技

6、术和荧光标示技术飞速发展，菁染料己成为在DNA、蛋白质及核酸等分析检测屮使用的最主要的荧光探针。其屮Waggoner等研制的N・竣戊基・5■磺酸基・3H"引味菁染料Cy3和Cy5具有良好的荧光性能和水溶性，并且由于分子屮含有的竣基，能经过活化与生物大分子屮的氨基共荧光探针分子光谱性质的理论计算摘要：应用量了力学的密度泛函(B3LYP/6・31G(**))计算方法研究菁染料荧光探许分了的结构与光谱性质的关系，对单体和双体结构的菁染料荧光探针分了进行结构优化，获得电子性质以及轨道能级分布等微观信息；计算染料的吸收光谱，比较了单体和双体

7、结构特征与其光谱的关系。关键词：荧光探针，密度泛函理论，光谱性质，理论计算Abstract:Thequantummechanicsanddensityfunctionaltheorymethod(B3LYP/6-31G**)wasusedtostudythestructureandspectroscopicpropertiesofthefluorescenceprobeofcyaninedyes.Thestructuresofmonomeranddimmercyaninedyeswereoptimized,andtheirelec

8、tronicpropertiesandmolecularorbitaldistributionswereobtained・Theabsorptionspectraofthedyeswerecalculatedandtherelationshipbe