类氧杂蒽结构染料的合成、光学性质及在蛋白标记中的应用

发布时间：2020-05-09 21:44

【摘要】：蛋白质糖基化是最常见的翻译后修饰(PTM)之一。因为它涉及在蛋白质骨架的特定位点上附着碳水化合物,所以聚糖在涉及健康和疾病的生理事件中起着关键的作用。目前在糖链结构的解析中,荧光标记的凝集素微阵列芯片技术已成为主要的方法。该方法在检测糖链的过程中简单而且灵敏,最主要的是与传统的检测方法相比,它具有高通量,微型化和并行分析等技术优势。在荧光标记的凝集素微阵列芯片技术的应用中,因为菁染料系列能较好的通过共价偶联的方式对纯化的生物大分子进行标记,所以此类染料是目前使用较多的。但这类染料也因结构的差异存在不同的缺点。有些染料斯托克斯位移较小,应用过程中常常导致自猝灭现象的发生,造成荧光检测中的误差;有些染料光学性能虽好,但合成过程复杂价格昂贵,限制或降低了使用范围。因此,迫切需要开发一些光谱性能优秀且价格低廉的新型荧光染料用于标记糖蛋白。通过对经典氧杂蒽结构染料的分析且结构修饰,我们合成了三大类共11种新型荧光染料。而且,对于每一种新染料,我们对其光学性质和在凝集素微阵列中的应用都做了详细和综合的探讨。详细内容有下面两部分:1.通过设计首先引入长链羧基,在此基础上再筛选一些底物合成发光基团,最终以简单且低廉的合成方法设计构建出HX1-3,HQ1-4和HY1-4共11种新型功能染料。用~1H NMR、~(13)C NMR、HRMS(ESI)、和IR四种表征手段对11种新化合物的结构进行了表征;并对它们的光谱性质进行了检测,证明了这11种染料都具有较好的耐光性和水溶性;HX、HQ与HY三系列的荧光的发射波长都在600 nm附近,使得它们对生物样品光损伤小,且生物分子的背景荧光干扰小;HX、HQ与HY三系列的斯托克斯位移在70 nm左右,使得它们在荧光检测中可以减少误差;通过酸度实验可知这11种新染料在生物体内有良好的稳定性,说明它们在生物大分子的分析中有一定的应用前景。2.将HQ和HY系列8种新型荧光染料应用于糖蛋白的标记,染料/蛋白质(D/P)标记效率分别在1.5~1.9之间和2.6~5.2之间,表明这些染料能较好的通过共价偶联的方式对纯化的糖蛋白进行标记给予其荧光信号。随后将标记后的糖蛋白应用于凝集素芯片中取得不错的效果,说明HQ和HY系列荧光染料在分析蛋白质上糖链结合位点及糖链类型变化的检测中能够起到一定的辅助作用。
【图文】：

有机染料,经典,荧光

无色透明的喳琳溶液被一束白光照射后可发出蓝色的有些物质会发出荧光这种现象，却不能解释发光背后次通过实验对荧光出现的机理进行了阐述并证明，他证发出的光。与此同时由他首次提出了“荧光”[29]。之后产率的测定方法被 Wawwilluos 提出。两年后荧光寿6 年后对于荧光的理论逐步建立并丰富起来。理论建立荧光染料进行深入研究使得荧光设备和荧光试剂得到备及荧光染料满足了生物科学，化工，纺织等领域的需其高分辨率，实时性及低毒性等优点己成为化学，，医药重要的研究方法。光染料染料有下图 1.1 几种。

荧光染料,紫外吸收光谱,不同溶剂

四种不同溶剂中的紫外吸收光谱和荧光发射光谱如图 2.1 和图 2.2。光谱数据归纳在表 2-9 中。从图2.1 可以看出不同溶剂对这些化合物的紫外峰形（除在 DMSO 中）影响不大，但对吸光度有明显的影响。表现为在水中的吸光度大于在其他三种溶剂中的吸光度。而在水里的吸收波长小于在其他三种溶剂中的吸收波长。三种染料在无水甲醇和二氯甲烷中的吸收波长相差不大，分别为502 nm /512 nm,520 nm /524 nm，536 nm/544 nm，但在这两种溶剂中三种染料相比表现为 HX1< HX2< HX3。从图 2.2 看出这些染料在不同溶剂中发射波长均在 600 nm 以上，从表 2-9 看出它们的斯托克斯位移在 60 nm 以上。都优于传统的罗丹明类染料。不同溶剂对这些化合物的荧光峰形和发射波长的影响不大，但对荧光强度有一定的影响。在水中荧光强度最强，在 DMSO 的荧光强度最弱，在水和甲醇中介于中间。这是由溶剂的粘度，介电常数和 ET（30）值等综合因素决定的。二氯甲烷和 DMSO 的介电常数分别为 9.1 和 32.6，虽然荧光强度随着介电常数的增大而增强，但是二氯甲烷的粘度为 0.43mPa·s
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ617.3;O657.3

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