卟啉化合物的聚集及其与DNA相互作用的光谱学研究

论文摘要

以meso-位具有不同侧链的卟啉化合物四-[3-甲氧基-4-（N-咔唑）正丁氧苯基]卟啉（4C4-TPP）和四-[3-甲氧基-4-（N-咔唑）正己氧苯基]卟啉（4C6-TPP）为研究对象,利用吸收光谱、荧光光谱、圆二色谱和拉曼光谱探讨卟啉侧链基团在聚集体形成、聚集体结构及其与DNA结合中所起的作用。在一定浓度范围内,4C4-TPP和4C6-TPP在有机溶剂四氢呋喃中以单体分子存在,溶于水-四氢呋喃混合溶剂中卟啉分子趋于聚集。特定水-四氢呋喃（tetrahydrofuran,THF）体积比中4C6-TPP以典型的自组装动力学而聚集。4C6-TPP,THF和水三者相互作用形成笼状结构,4C6-TPP分子处于笼中,侧链苯基团与中心环的共轭程度增加,聚集体整体结构对称,圆二色信号消失。增加水-四氢呋喃混合溶剂中的离子强度诱导4C6-TPP聚集。降低pH值,导致4C6-TPP质子化进而聚集。以四苯基卟啉和咔唑基团为模型化合物深入研究质子化诱导4C6-TPP聚集的机理,并提出质子化4C6-TPP聚集体的结构模型:借助于外加酸根阴离子,卟啉中心环与侧链之间以非共价键作用,分子间规则排列形成J-聚集体。4C4-TPP和4C6-TPP侧链插入小牛胸腺DNA（calf thymus DNA,ctDNA）,4C4-TPP与ctDNA的作用不涉及复杂的过程,但是4C6-TPP与ctDNA以负协同模式分两步相互作用,其结合常数远大于4C4-TPP与ctDNA的结合常数。4C4-TPP和4C6-TPP在聚集及其与ctDNA作用中的差异有力的证明了卟啉侧链不仅是形成聚集体结构的关键因素,还影响其与DNA的作用。

论文目录

• 提要
• 前言
• 第一篇 卟啉
• 第一章 卟啉
• 1 卟啉化合物简介
• 2 卟啉化合物的分类
• 3 卟啉化合物的应用
• 3.1 卟啉化合物在仿生催化方面的应用
• 3.2 卟啉化合物在能源研究方面得应用
• 3.3 卟啉化合物在材料科学中的应用
• 3.4 卟啉化合物在生物化学中的应用
• 3.5 卟啉化合物在医学方面的应用
• 第二章 卟啉聚集体
• 1 卟啉聚集体简介
• 2 卟啉聚集体的光谱特性
• 3 卟啉聚集的影响因素
• 第三章 卟啉化合物与DNA 的相互作用
• 1 卟啉类化合物与DNA 的非共价作用
• 2 影响卟啉与DNA 相互作用的因素
• 2.1 卟啉类化合物自身的结构
• 2.2 DNA 的结构
• 2.3 溶液环境
• 2.4 卟啉与DNA 相互作用时的摩尔比
• 3 卟啉与DNA 相互作用的研究方法
• 3.1 电子吸收光谱
• 3.2 荧光光谱
• 3.3 圆二色谱
• 3.4 卟啉类化合物与DNA 非共价作用的光谱学表征
• 第四章 本文的研究思路和研究成果
• 第二篇 卟啉化合物的聚集
• 第一章 引言
• 第二章 实验部分
• 1 主要药品、试剂及测量仪器
• 2 四氢呋喃中卟啉聚集的光谱研究
• 2.1 4C4-TPP
• 2.2 4C6-TPP
• 3 四氢呋喃－水中卟啉的光谱研究
• 3.1 4C4-TPP
• 3.2 4C6-TPP
• 3.3 溶剂对于4C6-TPP 聚集的诱导作用
• 3.4 模型化合物四苯基卟啉和咔唑的研究
• 3.5 9:1 water-THF （v:v）溶剂中质子化的4C6-TPP 聚集体结构
• 第三章 本章小结
• 第三篇 卟啉与DNA 相互作用的研究
• 第一章 引言
• 第二章 实验部分
• 1 主要药品、试剂及测量仪器
• 2 实验方法
• 第三章 4C4-TPP 与ctDNA 相互作用的研究
• 1 4C4-TPP 与ctDNA 相互作用的图谱测定结果
• 2 离子强度对4C4-TPP 与ctDNA 相互作用的影响
• 3 4C4-TPP 与ctDNA 的作用模式
• 第四章 4C6-TPP与DNA相互作用的研究
• 1 4C6-TPP 与ctDNA 的相互作用的图谱测定结果
• 2 离子强度对4C4-TPP 与ctDNA 相互作用的影响
• 3 4C6-TPP 与ctDNA 的作用模式
• 4 卟啉侧链对其与DNA 相互作用的影响
• 第五章 本章小结
• 参考文献
• 发表的学术论文及其他成果
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢