分會

第三分會：超快光譜

摘要

非天然氨基酸（UAAs）熒光探針具有與天然氨基酸類似的尺寸和性質，不影響被探測生物分子的性質，因此在生物研究方面具有廣泛的應用前景。為了尋找新型UAAs熒光探針，考慮到天然色氨酸含有吲哚環(huán)結構，我們探究了兩種同時含有CN基團和N雜取代的吲哚衍生物，即4-氰基-7-氮雜吲哚（4CN7NI）和1-甲基-4氰基-7-氮雜吲哚（1M4CN7AI）在六種代表性的質子和非質子溶劑中的吸收和發(fā)射等光物理性質。將CN和N雜兩種取代結合在一起，能夠改進探針的熒光特性而有拓展其生物應用。與吲哚相比，兩種熒光探針的吸收光譜均顯著紅移；在水中的發(fā)射光譜集中在藍綠波段，熒光強度高且具有相對較長的壽命（對于4CN7AI和1M4CN7AI，其水中的量子產率QY分別為0.29±0.04和0.35±0.08，最大發(fā)射波長分別為455和470 nm，單指數壽命分別為6.2±0.6和7.4±0.7 ns）；相比于質子溶劑，4CN7AI在非質子溶劑中具有更高的熒光量子產率及更長的熒光壽命。相關研究表明，7AI在其電子激發(fā)態(tài)下會經歷溶劑輔助的雙質子轉移過程，因此互變異構化可能有助于4CN7AI在質子溶劑中的激發(fā)態(tài)衰變。然而，與7AI不同的是，盡管N-甲基化（1M4CN7AI）導致在除水之外的質子性溶劑中的QY顯著增加，我們沒有在4CN7AI于醇溶劑中的熒光光譜中觀察到互變異構體的發(fā)射峰。此外，我們發(fā)現在二甲亞砜（DMSO）中，兩種衍生物的QYs基本一致。由于具備上述獨特的光物理性質，4CN7AI和1M4CN7AI以及它們所對應的非天然氨基酸（4-氰基-7-氮雜色氨酸和1-甲基-4-氰基-7-氮雜色氨酸）探針可作為一種研究蛋白質構象和水合動力學的有效工具，用于光譜或成像研究。

關鍵詞

吲哚衍生物；熒光量子產率；熒光壽命；生物熒光團

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