水溶性聚噻吩熒光探針制備及其應(yīng)用性能的研究.pdf

1、水溶性熒光共軛聚合物，具有優(yōu)異的發(fā)光性能和良好的生物相容性，目前在生物傳感方面取得了很大的研究進(jìn)展。其中，水溶性聚噻吩作為一種重要的熒光共軛聚合物，被廣泛地應(yīng)用在生物熒光探針檢測中。
　　本論文合成了兩種中間體2-(3-噻吩基)-對甲苯磺酰乙醇（以下簡稱中間體1）、(S)-3-[2-（噻吩）-乙氧基]-2-叔丁氧羰基丙酸（以下簡稱中間體2）以及水溶性聚噻吩衍生物聚(3-[(S)-5-氨基-5-羧基-3-戊氧基]-2，5-噻吩氯化物

2、(以下簡稱POWT)，借助核磁共振氫譜(1H-NMR)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)、基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)、紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)和熒光發(fā)射光譜(PL)對化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確認(rèn)與表征。
　　借助紫外-可見吸收光譜法(UV-Vis)和熒光光譜法(PL)對中間體1，中間體2和聚合物POWT的光學(xué)物理性能進(jìn)行了探究，研究結(jié)果表明中間體1和中間體2的最大紫外吸收波長（λmax）分別位于2

3、44nm和248nm處，最大熒光發(fā)射峰(λem)分別位于423m和419nm處，發(fā)出明亮的藍(lán)光。而聚合物POWT在402nm處出現(xiàn)最大紫外吸收峰，在560nm處出現(xiàn)最大熒光發(fā)射峰，紫外燈下POWT發(fā)出明亮的橘黃色。采用“等吸點(diǎn)激發(fā)、校正熒光積分面積法”測定了POWT的相對熒光量子產(chǎn)率，結(jié)果表明其相對熒光量子產(chǎn)率較低。
　　通過熒光光譜進(jìn)行了如下研究:(1)對測試所用的POWT-緩沖溶液的pH、NaCl濃度以及緩沖溶液的組成進(jìn)行了最

4、優(yōu)化選擇，得出以下結(jié)論:在pH為8.4，CNaCl=0.2M時，POWT在緩沖溶液中的熒光發(fā)射光譜強(qiáng)度最大。Tris作為一種緩沖溶質(zhì)，能夠?qū)OWT-緩沖溶液的熒光強(qiáng)度淬滅，向緩沖溶液中加入少量的表面活性劑Triton-X-100可以使得溶液的熒光強(qiáng)度恢復(fù)到POWT在純水中的強(qiáng)度，從而有效提高了檢測靈敏度;(2)探究了POWT對與乳腺癌和卵巢病變相關(guān)的基因片段BRCA1和TB4 ssDNA的響應(yīng)性能，解釋了造成聚合物熒光變化和光譜波長移

5、動的原因。向聚合物溶液中加入BRCA1或TB4-1 ssDNA時，POWT溶液的熒光發(fā)生猝滅，且最大發(fā)射波長紅移，且隨著ssDNA濃度的增加，熒光淬滅率上升，最大熒光猝滅率分別可達(dá)62.98％和48.71％。當(dāng)加入ssDNA濃度在1.0×10-11M～1.0×10-9M內(nèi)，體系的熒光強(qiáng)度比值I0/I與ssDNA的濃度關(guān)系符合Stem-Volmer方程。其中，在1.0×10-11M到5.0×10-11M范圍內(nèi)，I0/I與ssDNA的濃度呈

6、線性關(guān)系，線性方程分別為I0/I=8.254×109C+1(R2=0.9999)和I0/I=6.924×109C+1(R2=0.9999)。淬滅常數(shù)KsV分別為8.254×109M-1和6.924×109M-1，對于BRCA1和TB4兩種ssDNA序列的最低檢測限(LOD)分別為2.2×10-12M和2.7×10-12M;(3)探究了POWT-ssDNA組成的復(fù)合熒光探針對于含不互補(bǔ)堿基的ssDNA序列的識別性能。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向POW

7、T-ssDNA體系中加入完全互補(bǔ)的ssDNA序列后，經(jīng)過退火雜交，熒光恢復(fù)到POWT未加任何DNA的強(qiáng)度。若加入的互補(bǔ)的ssDNA中有1～3個不匹配的堿基，熒光強(qiáng)度只能部分恢復(fù)，且不匹配的堿基個數(shù)越多，熒光強(qiáng)度恢復(fù)的程度越低，證明設(shè)計的熒光探針具有較高的選擇性。此種方法將有可能應(yīng)用于臨床檢測BRCA1和TB4基因的突變;對POWT分子和兩種ssDNA分子的作用的模式進(jìn)行了估定。得出POWT分子的鏈長小于兩種DNA的鏈長，但是POWT的分

8、子數(shù)多于DNA的分子數(shù)，一個DNA分子可能與2～3個POWT分子結(jié)合。(4)探究了POWT對于不同長度的BRCA1和TB4 ssDNA的響應(yīng)性能;通過分析研究結(jié)果，推測影響淬滅率可能有以下兩方面的原因，第一，堿基數(shù)的差異。ssDNA含有的堿基數(shù)越多，與POWT發(fā)生π-π堆疊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)分子越多，堆疊作用越強(qiáng)，POWT熒光淬滅程度越高，△I/I越高;第二，對于堿基數(shù)相近的ssDNA，含有的嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)不同，淬滅效應(yīng)也不同。一般來說，若含有