甘氨酸-水杨醛席夫碱和邻菲咯啉混合铜(Ⅱ)配合物与牛血清白蛋白相互作用热力学行为

在模拟人体生理条件下,采用荧光光谱、紫外光谱、圆二色谱和分子模拟等多种技术和方法,研究了甘氨酸-水杨醛席夫碱和邻菲咯啉混合铜(Ⅱ)配合物(Cu GP)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的热力学行为.荧光光谱和紫外光谱分析表明,Cu GP与BSA之间的猝灭机制为复杂的混合猝灭机制.通过所获取的相互作用热力学参数,可以发现Cu GP与BSA的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,猝灭过程的活化能为8.61 k J/mol,二者之间的主要作用力为静电相互作用力.圆二色谱的分析发现Cu GP与BSA的结合会导致蛋白结构发生破坏,其?-螺旋含量减少,无归卷曲含量升高.分子模拟研究发现Cu GP结合在BSA的Site?位点,与BSA发光残基TRP213,TYR156,TYR340和TYR451之间距离小于5?.     

荧光法研究聚酰胺-胺型树枝状高分子及其衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

应用荧光法研究了以乙二胺为核的聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子及其端基改性衍生物在水溶液中与牛血清白蛋白的相互作用. 结果表明, 各类树枝状高分子都能引起牛血清白蛋白荧光猝灭, 其程度主要取决于各自末端基团的性质. 同时我们还考查了体系pH值和离子强度的变化对各类树枝状高分子与BSA相互作用的影响. 此外, 圆二色谱结果说明各类树枝状高分子的加入会使BSA结构中α-螺旋的程度降低, 从而诱导了BSA的二级结构发生改变.     

光谱法研究吡嗪酰胺与人血清白蛋白的作用机制

用荧光光谱法研究了抗结核药物吡嗪酰胺(PZA)与人血清白蛋白(HSA)在不同温度下的相互作用. 初步确定PZA对HSA的荧光猝灭机理主要为静态猝灭, 并测定了二者之间形成基态化合物的结合常数K和作用位点数n. 根据不同温度条件下的热力学函数, 确定了PZA与HSA之间的主要作用力是氢键和范德华力. 根据Forster非辐射能量转移原理, 确定了PZA与HSA的结合距离, 并用同步荧光和紫外光谱法研究了PZA对HSA构象的影响     

6-氯嘌呤与人血清白蛋白的相互作用及分析应用

在模拟生理条件下,运用荧光光谱和分子对接方法研究了核苷衍生物6-氯嘌呤(6-CP)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.结果表明,6-CP对HSA内源荧光的猝灭类型为形成复合物的静态猝灭,通过热力学参数确定6-CP与HSA之间存在氢键和范德华力,分子对接结果也证明了氢键和疏水作用力的存在.三维荧光光谱研究了6-CP对HSA构象的影响,并以华法令和布洛芬为分子探针进行竞争实验.在此基础上,以6-CP为分子探针,运用固定波长同步荧光光谱法测定了生物样品中的蛋白质含量.在最佳实验条件下,对11份空白溶液进行平行测定,检测限达到0.511 mg/L,相对标准偏差为0.324%.运用此方法对血清、唾液进行了加标回收实验.     

含咔唑基团的发光聚合物激发态性质

由咔唑衍生物基团与不同芳撑二烯基团交替共聚合成了系列发光共轭聚合物, 探讨了此类聚合物的光诱导电荷转移性质. 以荧光光谱为主要手段考察了此类聚合物与C₆₀在苯溶液中的相互作用, 发现其荧光猝灭行为符合所谓“作用球”模型. 此猝灭过程与激发态能量在聚合物中的扩散过程有关, 激发态能量扩散的有效范围即“作用球”范围. 在此意义上求出的各聚合物“作用球”半径的大小顺序与聚合物激发态寿命有关. 为了进一步研究聚合物激发态构型对其双分子猝灭行为的影响, 我们还考察了对二氰基苯(DCB)对其中的两种聚合物荧光猝灭过程的温度效应, 结果表明: 聚合物激发态分子呈平面构型时有利于其与猝灭剂分子的有效碰撞, 从而有利于进行能量(电荷)转移.     

荧光猝灭和荧光加强理论公式的等效性论证

通过荧光、紫外方法研究头孢哌酮钠和沃氟沙星两种药物与白蛋白的作用, 对荧光加强和猝灭理论公式的等价性进行了检验, 结果表明两种理论公式在求取解离常数上是等效的; 得出了两种药物与牛血清白蛋白作用的解离常数、能量转移效率、给体-受体作用距离和猝灭常数, 还特别指出: 猝灭终止时猝灭剂(药物)的最大摩尔浓度与荧光体(白蛋白)的摩尔浓度之比[Mt]/[Pt]是个值得重视的参量, 因为它是猝灭剂分子对一个荧光体分子的最大结合数, 向荧光体溶液再添加超过这个量值的猝灭剂将不再具有猝灭功能.     

芦荟大黄素与人血白蛋白的相互作用

人血白蛋白多种结合位点的存在使其成为许多药物可能的结合靶点. 应用荧光分光光度法、圆二色谱法和分子模拟方法研究了芦荟大黄素与人血白蛋白相互作用的情况. 荧光分光光度法的结果表明分子间的疏水作用是芦荟大黄素-人血白蛋白配合物的主要作用力, 这与分子模拟方法的结果基本一致. 根据Von’t Hoff方程计算所得的焓变ΔH⁰与熵变ΔS⁰分别是−7.041 kJ·mol^−1和76.619 J·mol^−1·K^−1. 根据圆二色谱的变化对芦荟大黄素与人血白蛋白二级结构的作用进行了量化计算, 数据表明蛋白中α-螺旋的含量明显增加.     

光谱法研究G-四链体与亚甲蓝的相互作用

富含鸟嘌呤(G)的DNA(5′-TTAGGG-3′)在钾离子存在下形成G-四链体. 通过圆二色谱(CD)、核磁共振谱(NMR)表征了G-四链体的谱图特征, 并通过紫外吸收光谱、荧光光谱以及核磁共振谱研究了G-四链体与亚甲蓝的相互作用. 紫外吸收光谱和荧光光谱分析表明: 单链DNA对亚甲蓝的荧光猝灭规律符合Stern-Volmer静态猝灭方程, 单链DNA与亚甲蓝以1:1的比例络合; G-四链体对亚甲蓝的荧光猝灭不符合Stern-Volmer及其修正的方程, G-四链体与亚甲蓝以1:1或2:1的比例形成络合物, 络合常数分别为1.047×10⁵和8.79×10⁴ L/mol. 实验表明: 亚甲蓝与G-四链体以1:1的比例结合在G-四链体的尾部或按1:2的比例与G-四链体形成夹心结构.     

竹红菌乙素对肌质网Ca~(2+)-ATP酶蛋白色氨酸荧光猝灭研究

肌质网Ca~(2+)-ATP酶是一种重要的膜蛋白酶,它在肌细胞的收缩舒张功能中起重要作用,因而其动力学行为被广泛地研究,但是有关结构与功能之间关系的直接实验数据仍然不足.为了从分子水平上阐明Ca~(2+)-ATP酶催化原理,1993年Ferrira用荧光猝灭方法首先观察了肌质网Ca~(2+)-ATP酶在加入Ca~(2+)前后分子构象的变化.由于作者使用的猝灭剂是分子氧,除了在测定工作中使用不方便之外,灵敏度也不够高.为此本文用竹红菌乙素作为肌质网Ca~(2+)-ATP酶荧光猝灭剂,分别测定了该酶在有钙或无钙的条件下荧光猝灭的情况,结果证明竹红菌乙素可以在稳态和瞬态的条件下观察到体系中有钙或无钙时的荧光猝灭常数变化的情况(即不同的K_q值);进而说明了竹红菌乙素作为肌质网蛋白荧光猝灭剂可以得到比氧更多的信息和许多其他优点.     

细胞色素酶2D6的分子对接以及分子动力学研究

细胞色素酶P450是人体内重要的药物代谢酶. 通常, 这类酶在其结构中都含有一个亚铁血红色分子, 并且负责代谢超过90%的已知药物分子. 细胞色素酶2D6是这类酶中的重要一员, 它负责代谢大约20%~30%的已知药物分子. 利用分子对接和分子动力学模拟的方法, 研究了细胞色素酶2D6的结构特征以及其与药物分子之间的相互作用. 并且发现, 细胞色素酶2D6活性位点中的Glu216, Asp301, Ser304和Ala305在其与药物分子的相互作用中有着重要的作用. 它们可以形成一个或者多个氢键来固定药物分子. 同时其活性位点中的Phe120可以通过形成一定的Π-Π相互作用来识别和固定药物分子. 这些发现有助于进一步了解细胞色素酶2D6的结构特征, 特别是其活性位点附近的结构特征, 理解细胞色素酶2D6代谢药物的机理. 同时, 由于细胞色素酶2D6存在着单核苷酸多肽性, 所得到的结果可以为个性化医疗提供一定的理论基础.     

pBR322质粒DNA的原子力显微镜成象及剪切研究

研究DNA分子间和分子内相互作用力,可以帮助人们了解DNA分子的结构及其功能.由于对这些相互作用力进行直接测量时,不仅需要控制体系的稳定性,同时外加作用力又不能对体系产生影响.因此,目前只是利用X射线,光散射和核磁共振等手段对作用力进行直接的物理或热力学测量.虽然渗透压技术已经应用到DNA双螺旋非特定分子间力的测量,但对于具有特定取向的复杂分子相互作用,就需要在单个分子间进行直接测量.原子力显微镜(AFM)可以检测到10~(-14)N数量级的针尖-样品相互作用力,横向分辨率可达0.01nm,而接触面积只有10nm~2,并且可以在近生理溶液条件下操作,因此它是非常适合研究DNA分子间相互作用力的.事实上,利用AFM研究Biotin-streptavidin体系中的单个分子间相互作用以及DNA双链间的相互作用力已有报道.     

Pd(II)对氟喹诺酮类抗生素的荧光猝灭作用及其分析应用

在弱酸性至近中性介质中, 培氟沙星（PEF）、左氧氟沙星（LEV）、洛美沙星（LOM）和氟罗沙星（FLE）等4种氟喹诺酮类抗生素（FLQs）具有类似的激发光谱和荧光光谱, 当它们与Pd（II）反应形成配合物时, 均能导致荧光的猝灭. 本文以Pd（II）-PEF体系为例, 研究了吸收光谱、荧光光谱的变化, 并用量子化学的密度泛函方法（B3LYP）对反应进行了全优化计算研究. 结果表明, Pd（II）与两分子的PEF结合形成具有2个6元环的平面四边形螯合物, 这类荧光猝灭是一种静态猝灭过程. 当用上述4种氟喹诺酮作荧光探针时, 对Pd的测定具有较高的灵敏度, 其检出限在1.74~3.42 ng/mL. 该方法简便、快速, 具有良好的准确度、精密度, 以及较好的选择性, 可用于某些环境水样中Pd（II）的测定.     

扑尔敏与赤鲜红的荧光猝灭和共振散射增强作用

在pH 4.4的BR缓冲介质中, 扑尔敏(CPM)与赤鲜红(ET)相互作用形成离子缔合物, 导致荧光和同步荧光猝灭, 以及共振瑞利散射(RRS)的显著增强并产生新的RRS光谱, 最大RRS峰位于578 nm附近. 赤鲜红的荧光猝灭程度及共振散射增强程度与扑尔敏浓度成线性关系, 线性范围分别为0.24~8.0 μg·mL^-1和0.008~3.6 μg·mL^-1. 将方法用于尿样中扑尔敏含量的快速测定, 结果满意. 此外, 讨论了共振散射增强机理及荧光猝灭的原因.     

典型持久性有机污染物与抑癌基因相互作用的分子模拟与验证

化学品的环境污染问题给人类带来了惨痛的教训.对化学品进行生态风险评价,是预防和控制其污染的前提.发展计算(预测)毒理学方法,可以高效地评价和预测化学物质的环境暴露、危害性和风险性.本研究采用分子模拟与光谱实验(紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及熔点实验)相结合的方法,研究了典型持久性有机污染物2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)与抑癌基因p53启动子区域片段(p53-DNA)的相互作用机制.分子模拟的结果显示,BDE-47以部分嵌插和沟槽结合的形式与p53-DNA相互作用.光谱实验验证了分子模拟的结果:BDE-47与p53-DNA发生增色效应,同时BDE-47的加入使EB-p53-DNA体系发生静态荧光猝灭,说明BDE-47竞争性地嵌插入p53-DNA的碱基对中,同时伴有沟槽结合,结合常数Kb为7.24×103 L/mol.本研究从分子水平上阐明了BDE-47与p53-DNA间的相互作用机制,对于化学品的风险筛查和管理具有重要意义.     

CdTe/ZnS 量子点荧光可逆调控研究ctDNA 与吡柔比星的相互作用

水相合成了谷胱甘肽修饰的CdTe/ZnS 量子点(GSH-CdTe/ZnS QDs). 从原子力显微镜照片可以看出, 合成的核壳型GSH-CdTe/ZnS QDs 具有良好的分散性. 当吡柔比星与GSH-CdTe/ZnS QDs 相互作用时, 吡柔比星吸附在GSH-CdTe/ZnS QDs 的表面, 通过光诱导电子转移的方式猝灭GSH-CdTe/ZnS QDs 的荧光. 然后向GSH-CdTe/ZnS QDs-吡柔比星体系中加入ctDNA, 吡柔比星从GSH-CdTe/ZnS QDs 表面脱落后嵌入ctDNA 双螺旋结构中, 光诱导电子转移过程被阻断, GSH-CdTe/ZnS QDs 的荧光恢复. 根据GSH-CdTe/ZnSQDs 荧光的猝灭和恢复, 实现了量子点荧光的可逆调控. 结合共振瑞利散射和紫外吸收光谱, 讨论了GSH-CdTe/ZnS QDs 吡柔比星-ctDNA 的相互作用机理, 建立了一种研究蒽醌类抗癌药物与核酸相互作用的光谱方法.     

[Hg(SCN)4]2-与蛋白质相互作用的共振瑞利散射光谱及其分析应用

在pH 1.0~4.5 的稀硫酸介质中, [Hg(SCN)₄]^2-配阴离子与人血清白蛋白(HSA)、α-糜蛋白 酶(α-Chy)、牛血清白蛋白(BSA)、溶菌酶(Lyso)和γ-球蛋白(γ-G)等蛋白质反应形成复合物, 此 时将导致共振瑞利散射(RRS)的显著增强, 也能引起吸收光谱的变化和荧光猝灭, 同时还观察 到圆二色(CD)光谱特征的改变. 本文主要研究[Hg(SCN)₄]^2-蛋白质复合物的RRS 光谱特征、适 宜的反应条件和影响因素, 以及分析化学性质, 并以[Hg(SCN)₄]^2-Lyso 体系为例, 结合吸收、荧 光和圆二色光谱的变化, 对复合物的结合位点、结合模式以及散射增强的原因进行了讨论. RRS 法具有较高的灵敏度, 它对不同蛋白质的检出限在4.6~10.8 ng/mL 之间, 据此建立了 以[Hg(SCN)₄]^2-配阴离子作探针测定人血液和尿液中蛋白质的新方法.     

聚集诱导发光探针分子在荧光传感中的应用

荧光传感作为化学传感领域中的一项重大技术,具有灵敏度高、选择性好和响应快等优点,但是传统有机发光分子在高浓度或者聚集状态下,容易发生荧光强度的降低或是完全消失,这在一定程度上不利于其在应用中发挥最佳效果.聚集诱导发光(AIE)概念的提出为解决聚集导致发光猝灭(ACQ)的难题提供了方案,实现了发光分子在聚集态下的高荧光量子产率.具有AIE特性的发光分子被用作荧光传感器不仅具有高亮度的荧光信号,而且不必担心由于分子聚集导致的荧光信号的降低或猝灭.同时,由于某些分子聚集程度的增强导致的荧光颜色和强度的变化,可以被用来实现对靶标物的定性和定量分析.本文简述了近几年来AIE分子在荧光传感方面的应用,如离子检测、气体、有机小分子、爆炸物、蛋白质及酶等化学/生物传感器,同时对基于AIE分子的荧光传感器在设计和应用前景做了展望.     

苯甲酸乙酯的光物理过程

激基复合物的形成是很多荧光猝灭的中间过程,也是光化学反应和生物分子的光化学转变的中间状态,并且是有机光导体光生载流子的中间体,因此激基复合物的研究是一个十分活跃的领域。但对于有机分子和无机酸分子之间相互作用形成激基复合物,特别是形成三分子激基复合物还极少报道,而这一过程对深入了解生物分子的光化学转变,光合作用机理等有着重要的意义。本文研究了苯甲酸乙酯的光物理过程,发现了苯甲酸乙酯浓溶液可以形成激基缔合物。苯甲酸乙酯不仅能与硫酸分子作用形成1∶1的双分子激基复合物,还可以和硫酸分子形成2∶1的三分子激基复合物。并讨论了形成三分子激基复合物的两种途径。     

过氧键的圆二色谱的理论探讨

青蒿素分子含有一个非平面的C—O—O—C过氧基团,其双面角为十47.4℃(顺时针,right-handed扭转方向).在青蒿素及其衍生物的圆二色谱(CD)研究中,这个过氧键的圆二色性受到关注.1982年梁晓天在报道了青蒿素的圆二色谱,认为过氧基因引起正吸收峰.1991年沈春溢报道了3种青蒿素衍生物的过氧键的圆二色谱的λ_(max)值(231,236和232nm)和△ε值(均为正).本文基于对CH_3—O—O—CH_3的圆二色谱的量子化学CI计算和理论分析,试图对青蒿素及其衍生物分子中过氧键的圆二色性进行理论探索.     

四间羟基苯基二氢卟酚用于光动力疗法高活性的一种解释

四间羟基苯基二氢卟酚(meso-tetrahydroxylphenylchlorin, m-THPC)是近期用于前期临床试验的最为有效的一种光疗药物. 采用电子自旋共振(ESR)技术、荧光猝灭实验和循环伏安法研究了m-THPC的氧化还原性质, 得到了其产生单重态氧的量子产率为φ(1O2) = 0.40, 氧气、甲基紫精(MV2 ), 蒽醌 (An)对其荧光的猝灭速率常数分别为kq (O2) = 1.46(1010 mol-1·s－1, kq (MV2 ) = 5.51×109 mol－1·s－1, kq (An) = 7.81×109 mol?－1·s－1. 在乙腈中, 测得其氧化电位为 0.62 V(vs. NHE). 以上的研究结果都表明m-THPC比起现有的光疗药物photofrin, 其给电子能力(还原能力)和产生超氧负离子自由基的能力强得多. 有理由认为,Ⅰ型机制有可能在其光疗过程中起到了很大的作用.