1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
苯并吩噁嗪类染料衍生物具有大π共轭体系[1],分子内有较长的推拉电子体系,其吸收和发射都位于近红外区,荧光量子产率较高,是一类较成熟的近红外荧光染料,被广泛应用于检测、标记、分析之中。
g-四链体具有重要的生物学功能,在一些重要的生理过程如转录调节、dna 复制、基因组稳定性调控等方面扮演重要角色[2]。
g-四链体荧光配体具有较好的g-四链体选择性、较强的光学性能和良好生物相容性等优点,使其成为研充体内外g-四链体分布、结构与功能的重要工具[3]。
2. 研究的基本内容和问题
Ⅰ 研究目标:研究以苯并吩噁嗪-噻唑橙为分子骨架的系列衍生物,优化筛选出能对 g-四链体高度识别并能与其进行良好结合且示踪的此类近红外荧光探针分子。
Ⅱ 研究内容将从四个方面循序渐进地开展研究:1)bpo-to衍生物的设计合成及结构修饰。
2)bpo-to衍生物未结合靶标时理化性质和光学性质的研究。
3. 研究的方法与方案
Ⅰ 研究方法基于g-四链体的结构特点,首先对荧光探针结构进行合理设计并筛选出若干可行性高的探针分子进行合成,然后针对探针的理化性质,对探针进行合理结构优化,最后通过体内、体外识别性能的研究,筛选得到性能优良的探针。
Ⅱ技术路线 Ⅲ 实验方案1) 1)针对g-四链体的结构特点,设计一系列的bpo-to衍生物,并进行结构修饰,即对bpo-to衍生物分子的r1、r2、r3号位进行调整,增强分子的选择性和光学性能并提高分子的水溶性,通过评估选出可行的若干分子进行合成。
1-3bpo-to衍生物结构修饰示意图2)合成上述筛选出来的bpo-to衍生物,得到目标化合物,并对其水溶性与光学性质进行考察分析。
4. 研究创新点
实验思路新颖,以研发靶向g-四链体的近红外荧光探针为出发点。
在此思路基础上,考虑到苯并吩噁嗪类染料和噻唑橙类染料的特性,即苯并吩噁嗪具有优秀的识别能力,但不具有良好的荧光响应性质,而噻唑橙具有结合靶标后荧光打开的性质,却缺乏对g-四链体的选择性,开展了苯并吩噁嗪结构与噻唑橙结构的融合工作。
因此,当两者有机结合在一起构筑新型结构时,可能达到预期中取长补短的效果。
5. 研究计划与进展
1)2017年12月:做好准备工作,与老师探讨构建实验框架,查询阅读相关文献并完成实验各项事宜的准备。
2)2018年1-2月:拟定实验方案,通过计算机辅助选定目标分子,准备制备原料,对目标分子进行合成、纯化和结构表征。
3)2018年3月:完成荧光探针与g-四链体的体外研究并进行评估,根据评估结果进一步优化探针分子。
