论文摘要
水溶性阳离子卟啉的研究引起了人们极大的兴趣。水溶性阳离子卟啉具有优异的生物活性,可以作为潜在的抗癌、抗菌药物和核酸结构及动力学探针。血清蛋白是卟啉类光敏分子的天然载体,参与定向输送卟啉分子至肿瘤部位并将其输送入肿瘤细胞内。卟啉与蛋白以单位点或多位点的结合作用可以影响卟啉的输送、新陈代谢。反过来,卟啉在蛋白上的结合也会使蛋白的分子构象发生变化,影响蛋白的生理功能。同时卟啉的分子结构及聚集状态与其功能密切相关,因此研究水溶性阳离子卟啉在不同体系中的聚集行为及与生物大分子如血清白蛋白、核酸的相互作用具有十分重要的意义。本文合成并系统研究了具有生物活性的水溶性阳离子卟啉在不同体系中的聚集行为及与生物大分子的相互作用。论文主要包括以下几个方面的内容:第一部分概述了水溶性阳离子卟啉的研究意义、水溶性卟啉的合成研究现状、卟啉化合物聚集现象及聚集体类型、水溶性卟啉聚集行为研究现状及本论文的研究内容及特点。第二部分介绍了Adler-Longo法合成卟啉的反应机理,合成了双亲型卟啉meso-四-（4-羟基苯基）卟啉（THPP）及meso-四-（4-三甲铵基苯基）卟啉（TMAP）、5-苯基-10, 15, 20-三-（N-甲基-4-吡啶基）卟啉（TriMPyP）、5, 10, 15-三苯基-20-（N-甲基-4-吡啶基）卟啉（TPMPyP）三种水溶性阳离子卟啉化合物,讨论了实验过程中的影响因素并进行了光谱表征。计算了水溶性卟啉化合物的摩尔吸光系数及荧光量子产率。第三部分研究了卟啉化合物在阴离子表面活性剂溶液中的聚集行为。双亲型卟啉THPP在中性AOT（双-2-乙基己基硫代琥珀酸钠）水溶液中形成了J-型聚集体,该聚集体具有荧光且发射带红移以及具有强的共振光散射信号。离子强度影响聚集体的形成而与卟啉的浓度无关,卟啉在高于cmc（临界胶束浓度）的情况下可以由单体向J-型聚集体转化。在低于cmc时阳离子卟啉TMAP与表面活性剂分子相互作用形成了J-型和H-型聚集体。当pH为6.8时主要形成H-型聚集体,pH为2.0时主要形成J-型聚集体。第四部分研究了水溶性阳离子卟啉与生物大分子血清白蛋白、核酸的相互作用及卟啉的聚集行为。TMAP在水溶液中以单体形式存在,在R > 1时（R = [TMAP]/[DNA]）,TMAP在DNA分子表面发生聚集,吸收光谱有明显的减色效应,卟啉的荧光被猝灭。在R < 1时,TMAP与DNA以外部结合方式结合,荧光得到增强,共振光信号减弱。TriMPyP在水溶液中以聚集体形式存在,而DNA的加入使TriMPyP的聚集程度进一步增加。离子强度的增加可以改变卟啉与DNA的结合方式。在中性pH下,血清白蛋白的加入使TMAP的荧光增强而血清白蛋白的内源荧光得到猝灭。静态结合为可能的猝灭机理,TMAP在血清白蛋白分子上的结合位点数约为1,结合位置位于蛋白质分子表面。TMAP对HSA的猝灭作用和结合能力明显大于BSA,静电引力为主要驱动力。结合作用对血清白蛋白的分子构象没有明显影响。