响应型荧光探针的设计合成与性质研究

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荧光探针分子因具有独特优良的光学特征成为实现生物大分子检测的最有效手段之一。菁染料是一大类荧光染料分子,因其含有一种独特的推拉式电子体系的结构,使得菁染料具有高摩尔吸光系数、高量子产率等优点。基于菁染料不同聚集体对DNA G-四链体结构变化产生的响应,导致光学特性差异较大的优异性质,创新性的构建了一系列选择性响应金属离子和氨基酸分子的菁染料探针体系。设计合成了一种N-丙磺酸盐-苯并噻唑方酸菁染料探针(F-Cl),利用比率型响应原理,以识别Pb2+的DNA G-四链体为模板,构建了在溶液体系中检测Pb2+的方法。方酸菁染料F-Cl在超纯水中以二聚体和单体形式存在,Pb2+可以将单链结构的核酸适配体序列T30695转化为G-四链体结构,使体系中方酸菁染料F-Cl由二聚体转化为单体,进而引起探针F-Cl的吸收光谱发生变化。探针F-Cl-T30695体系已成功用于检测自来水中Pb2+。通过调控菁染料3,3’-二(3-磺丙基)-4,5,4’,5’-二苯并-9-乙基-噻碳菁染料三乙胺盐(ETC)超分子聚集体的转变实现了同时响应半胱氨酸分子和Hg2+的双通道探针体系的构建。依据菁染料ETC可响应核酸适配体序列AGRO100的结构变化,利用Hg2+和半胱氨酸来调节ETC在聚集状态的变化,通过光谱的变化可同时实现对半胱氨酸和Hg2+的定量检测。探针ETC-AGRO100体系已成功检测人血清中的半胱氨酸含量。利用Cu+催化叠氮和炔基修饰的核酸适配体序列发生点击化学反应,产生一条新的序列,通过核酸适配体构型的改变调控3,3’-二(3-磺丙基)-4,5,4’,5’-二苯并-9-甲基-噻碳菁染料三乙胺盐(MTC)的聚集状态,采用光谱表征的手段完成了对Cu2+的定量检测。优化后的识别方法已成功应用于自来水中Cu2+的检测。创新性的构建了基于菁染料超分子聚集体响应DNA G-四链体的金属离子以及氨基酸分子的荧光探针体系,为快速特异性的检测金属离子和氨基酸小分子提供了一个新策略。图66幅;表9个;参61篇。
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