【摘要】：近年來(lái)熒光識(shí)別在核酸的研究中被廣泛應(yīng)用,其中熒光探針發(fā)揮著重要作用。熒光光譜法檢測(cè)的可靠性和靈敏度主要取決于熒光探針的特性,因此制備毒性低、量子產(chǎn)率高及靈敏度高的核苷類(lèi)熒光探針成為人們的研究熱點(diǎn)。核苷是DNA和RNA的組成部分,可以作為熒光探針的良好骨架。經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)修飾的熒光核苷類(lèi)似物不僅具備良好的發(fā)射性,還對(duì)周?chē)h(huán)境變化非常敏感;更重要的是,因其結(jié)構(gòu)與天然核苷極為相似,具有很好的生物兼容性,插入核酸序列后可代替天然核苷發(fā)揮正常的生物功能。本文探索在尿嘧啶的5位連接含有不同取代基的苯環(huán)、噻吩以及苯并芳(雜)環(huán)等結(jié)構(gòu),并在6位引入電負(fù)性較強(qiáng)的N原子以進(jìn)一步增強(qiáng)“推-拉”電子極化效應(yīng),合成了一系列發(fā)射峰位于可見(jiàn)光區(qū)的熒光尿苷類(lèi)似物。以芳基酮與鹽酸氨基脲為原料,經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)得到5-芳基-6-氮雜尿嘧啶。該堿基與1-乙酰氧基-2,3,5-三苯甲酰氧基-1-β-D-呋喃核糖反應(yīng)并醇解后,得到一系列5位含有芳(雜)環(huán)取代的6-氮雜尿苷類(lèi)似物,結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)1H NMR、13C NMR和MS表征。利用紫外和熒光光譜法研究了熒光尿苷類(lèi)似物在不同極性、pH及粘度條件下的光物理性質(zhì)以及5-(4-氟苯基)-6-氮雜尿苷3c對(duì)金屬離子的識(shí)別能力。在水溶液中,四種苯環(huán)修飾的尿苷類(lèi)似物發(fā)射峰在419~464 nm之間,發(fā)射光譜對(duì)極性和pH的改變敏感,而苯環(huán)上含供電子基團(tuán)有利于發(fā)射波長(zhǎng)向可見(jiàn)光區(qū)移動(dòng)。5-苯基-6-氮雜尿苷3a、3c與5-(4-溴苯基)-6-氮雜尿苷3d對(duì)粘度變化敏感,有作為黏度熒光探針的潛力。3c在水中的量子產(chǎn)率高達(dá)0.81,可選擇性識(shí)別Pd2+,在5.0×10-7mol/L~5.0×10-6 mol/L的濃度范圍內(nèi)能定量檢測(cè)Pd2+,檢出限為2.0×10-7 mol/L。5-(3-噻吩)-6-氮雜尿苷6的最大發(fā)射波長(zhǎng)隨極性增大發(fā)生紅移,在水溶液中達(dá)到432nm。與苯基修飾的尿苷類(lèi)似物相比,其斯托克斯位移與極性經(jīng)驗(yàn)參數(shù)ET(30)具有更好的線性關(guān)系,表明雜原子有利于極性敏感度的提高。此外,化合物6對(duì)pH和粘度的變化都有較好的敏感性,且熒光強(qiáng)度基本不受天然核苷影響。與5-(2-噻吩)-6-氮雜尿苷相比,化合物6的發(fā)射峰藍(lán)移且熒光量子產(chǎn)率下降,但對(duì)黏度變化的敏感性顯著提高。苯并芳(雜)環(huán)修飾的尿苷類(lèi)似物具有更大的共軛結(jié)構(gòu),其最大發(fā)射波長(zhǎng)進(jìn)一步紅移至470~480 nm。5-(2-苯并噻吩)-6-氮雜尿苷9b與5-(2-苯并呋喃)-6-氮雜尿苷9c對(duì)極性變化敏感,其中9c的熒光量子產(chǎn)率隨極性減小而大幅增加,在水中僅為0.04,而在二氧六環(huán)中則高達(dá)0.78。此外,9b和9c的熒光強(qiáng)度與pH值、粘度均有很好的線性關(guān)系。而5-(2-萘)-6-氮雜尿苷9a因結(jié)構(gòu)中缺少雜原子,僅對(duì)pH有一定的線性關(guān)系。綜上所述,8種熒光尿苷類(lèi)似物的光物理性質(zhì)與環(huán)境變化存在不同的相關(guān)性,且受天然核苷影響較小,插入寡聚核酸后能夠保持原有的熒光特性,符合熒光探針的要求。
【圖文】：

溶劑的極性對(duì)熒光核苷類(lèi)似物的紫外吸收光譜與熒光發(fā)圖 1-8 所示，噻吩[3,4-d]尿苷類(lèi)似物[79]的最大吸收波長(zhǎng)其發(fā)射光譜卻因極性的不同產(chǎn)生明顯變化。在乙腈、甲增大，噻吩[3,4-d]尿苷類(lèi)似物的熒光強(qiáng)度大幅增強(qiáng)，最。

-8 熒光核苷類(lèi)似物在不同溶劑中的紫外吸收峰和熒光發(fā)射峰-8Absorption and emission spectra of fluorescent nucleoside analo物發(fā)生躍遷后，基態(tài)和激發(fā)態(tài)與溶劑相互作用的不同，從而造成最大發(fā)射波長(zhǎng)的紅移或藍(lán)移。此外，熒光核生特殊化學(xué)作用，例如形成氫鍵或產(chǎn)生配合作用，，這種往會(huì)更大。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O626

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳鵬;葛鳳燕;蔡再生;;鹵素取代與溶劑效應(yīng)對(duì)熒光素?zé)晒夤庾V的影響[J];化學(xué)通報(bào);2014年03期

2 崔鳳靈;張強(qiáng)齋;渠桂榮;王麗;王俊麗;;熒光探針碘苷在血清白蛋白同步熒光測(cè)定中的應(yīng)用研究[J];分析測(cè)試學(xué)報(bào);2008年03期

本文編號(hào)：2535280