瓜環(huán)與熒光染料的自組裝及其應用研究.pdf

1、瓜環(huán)(cucurbit[n]uril，CB[n]，n=5～10)，又稱葫蘆脲，因其異于已有的超分子大環(huán)主體如冠醚、環(huán)糊精及杯芳烴等的結構特征受到超分子化學領域學者的廣泛關注。瓜環(huán)參與的超分子化學體系廣泛應用于環(huán)境化學、催化、材料化學、生命科學及納米科學等領域。熒光染料與瓜環(huán)形成的絡合物在檢測、成像、激光及其他方面有著廣泛的應用。
　　苯乙烯類半菁染料DSMI被CB[6]內包后呈現出高達270倍的熒光增強。通過紫外、熒光、核磁及質譜

2、等方法確定DSMI-CB[6]絡合物的化學計量比為1∶1。大幅熒光增強是由CB[6]變形的空腔阻止DSMI的扭轉分子內電荷轉移及CB[6]與DSMI之間的離子-偶極相互作用產生的。而其主要原因是CB[6]變形的空腔，這可以通過計算結果確認。然后利用染料和CB[6]在不同pH下的熒光組建了一個可逆的分子邏輯門，這為利用超分子作用模式設計熒光分子邏輯門打下了堅實的基礎。
　　DSMI與CB[7]及DNA都能絡合，研究發(fā)現DSMI與CB

3、[7]絡合物的化學計量比為1∶2，而且DSMI-CB[7]絡合物比DSMI-DNA絡合物擁有更強的絡合親和力，因此，CB[7]對染料與DNA之間的絡合有一定的抑制作用。本論文在DSMI的基礎上設計合成了D2并研究了其與CB[7]及DNA之間的超分子絡合作用，D2分子的叉狀結構使得D2、CB[7]與DNA之間可能形成三元絡合物，可以在一定程度上消除CB[7]對染料與DNA絡合作用的抑制效果。
　　同時本論文設計合成了一例近紅外熒光染

4、料Hsd，該染料以半菁染料形式吸收而以Cy7的形式發(fā)射，因此產生了高達224 nm的Stokes位移。量子化學計算結果顯示染料大Stokes位移是由分子內電荷轉移及內轉換共同產生的結果。而且，該染料在溶液及固定細胞中都能對RNA選擇性響應，是一例很好的近紅外RNA探針。染料本身不能進入活細胞，但是在CB[7]的輔助下可以進入活細胞對細胞內RNA進行選擇性染色。CB[7]的引入為擴大一些無細胞通透性熒光染料的應用范圍提供了一種新的超分子化