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DNA结构响应的荧光探针是一类能够识别特定的DNA结构并表现出相应荧光变化的分子。基于这类荧光探针,能够以非化学标记的方式进行DNA的生物学功能研究、DNA靶向的药物分子的筛选以及各种非标记检测体系的构建。因此发展对DNA结构响应的荧光探针具有重要意义。 本论文发展了一系列对DNA结构响应的荧光探针,并构建了非标记检测体系,具体内容如下: 1、系统研究了Ag+对单链DNA荧光探针Tb3+的荧光性质的影响。发现Ag+增强Tb3+-DNA体系的荧光强度的效果与DNA中的碱基种类密切相关。首次发现了Ag+对Tb3+-poly(T)体系的荧光强度的增强作用。提出了Ag+对Tb3+-DNA的荧光强度的增强机理。另外,构建了高灵敏和高选择性的Ag+和半胱氨酸传感器。 2、发现Ba2+可以高效地诱导富碱基G序列AGRO100由单链状态转变为G-四链体结构,并且荧光分子NMM能够特异性地对该G-四链体产生高灵敏的荧光增强响应。基于此现象,构建了非标记荧光增强型Ba2+传感器。该传感器具有高灵敏度、简单、快速、经济、高信噪比以及不需要有机溶剂等优点。 3、系统研究了荧光分子小檗碱(Berberine)与C-四链体DNA结构之间的作用,发现小檗碱能够作为C-四链体的荧光增强型探针分子,提出了小檗碱的结合位点为C-四链体的沟槽部位。基于小檗碱对C-四链体的荧光增强响应,以C-四链体为功能模块构建了INHIBIT、AND以及OR逻辑门,可用于H+和Ag+等的智能化检测。另外发现荧光分子噻唑橙(Thiazole orange)和喹哪啶红(Quinaldine red)也可作为C-四链体结构的荧光增强型探针分子。 4、系统地研究了荧光分子中性红(Neutral red)与各种DNA结构之间的作用,发现中性红对C-四链体结构表现出较强的选择性,并表现出显著的荧光强度增强,而与包括G-四链体在内的其它DNA结构作用较弱。基于分子对接等手段,提出了中性红的结合位点为C-四链体的沟槽部位。中性红也是首个对C-四链体结构表现出一定选择性的荧光分子。