分會(huì)

第三分會(huì)：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(zhì)，不影響被探測(cè)生物分子的性質(zhì)，因此在生物研究方面具有廣泛的應(yīng)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(jié)構(gòu)，我們探究了兩種同時(shí)含有CN基團(tuán)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(zhì)子和非質(zhì)子溶劑中的吸收和發(fā)射等光物理性質(zhì)。將CN和N雜兩種取代結(jié)合在一起，能夠改進(jìn)探針的熒光特性而有拓展其生物應(yīng)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(lán)綠波段，熒光強(qiáng)度高且具有相對(duì)較長(zhǎng)的壽命（對(duì)于4CN7AI和1M4CN7AI，其水中的量子產(chǎn)率QY分別為0.29±0.04和0.35±0.08，最大發(fā)射波長(zhǎng)分別為455和470 nm，單指數(shù)壽命分別為6.2±0.6和7.4±0.7 ns）；相比于質(zhì)子溶劑，4CN7AI在非質(zhì)子溶劑中具有更高的熒光量子產(chǎn)率及更長(zhǎng)的熒光壽命。相關(guān)研究表明，7AI在其電子激發(fā)態(tài)下會(huì)經(jīng)歷溶劑輔助的雙質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程，因此互變異構(gòu)化可能有助于4CN7AI在質(zhì)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(dǎo)致在除水之外的質(zhì)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(gòu)體的發(fā)射峰。此外，我們發(fā)現(xiàn)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(dú)特的光物理性質(zhì)，4CN7AI和1M4CN7AI以及它們所對(duì)應(yīng)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(zhì)構(gòu)象和水合動(dòng)力學(xué)的有效工具，用于光譜或成像研究。

關(guān)鍵詞

吲哚衍生物；熒光量子產(chǎn)率；熒光壽命；生物熒光團(tuán)

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