Розробка хімічних підходів до синтезу нових мономерних та димерних стирилціанінових барвників на основі різних азогетероциклів. Дослідження спектрально-люмінесцентних характеристик синтезованих барвників та механізмів зв’язування стирилціанінів з ДНК.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ СТИРИЛЦІАНІНИ ДЛЯ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЇ ДЕТЕКЦІЇ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ ЗА ОДНО-ТА ДВОФОТОННОГО ЗБУДЖЕННЯ Роботу виконано у відділі комбінаторної хімії Інституту молекулярної біології і генетики НАН України, м. Ярмолюк Сергій Миколайович, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, завідувач відділу комбінаторної хімії Смолій Олег Борисович, Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, старший науковий співробітник відділу хімії біоактивних азотвмісних гетероциклічних основ доктор хімічних наукВикористання ціанінів як флуоресцентних зондів дає змогу кількісно визначати нуклеїнові кислоти (НК) в гомогенних системах детекції, в присутності значного надлишку зонда. Зокрема, при використанні ДФЗ у тривимірній флуоресцентній мікроскопії досягається субмікронне розділення, збуджуюче випромінювання глибоко проникає в тканини, зменшується фоторуйнування біообєктів та отримуються більш контрастні трьохвимірні зображення порівняно з однофотонною мікроскопією. Дисертаційна робота виконувалась в рамках бюджетної теми “Синтез мезо-заміщених в поліметиновому ланцюгу триметинціанів та вивчення механізму їхньої взаємодії з нуклеїновими кислотами та білками” № 2.2.4.16 (2003-2007 рр.) (№ державної реєстрації 0103U000070), а також в рамках гранту міжнародного наукового фонду УНТЦ, реєстраційний номер U3104. Мета роботи полягала в розробці синтетичних підходів до отримання нових стирилціанінових барвників, перспективних для детекції НК за одно-та двофотонного збудження. синтез стирилціанін барвник ДНК Матеріали роботи доповідались на 8-ій Конференції з методів та застосування флуоресценції (Чехія, Прага, 2003), Конференції для молодих вчених, аспірантів та студентів з молекулярної біології та генетики (Київ, 2003), 5-ій Міжнародній конференції “Електронні процеси в органічних матеріалах” (Київ, 2004), 9-ій Міжнародній конференції з методів та застосування флуоресценції (Португалія, Лісабон, 2005), XVII Міжнародній школі-семінарі “Спектроскопія молекул та кристалів” (Берегове, 2005), 6-ій Міжнародній конференції молодих вчених з проблем оптики та високотехнологічних матеріалів (Київ, 2005), V Пражському симпозіумі з фотоіндукованих молекулярних процесів (Чехія, Прага, 2006), ХХІ Симпозіумі з фотохімії (Японія, Кіото, 2006), ІІІ Міжнародній конференції з молекулярної спектроскопії (Узбекистан, Самарканд, 2006), Міжнародному симпозіумі з передових технологій в органічній хімії (Судак, 2006), Міжнародній конференції для студентів-фізиків (Румунія, Бухарест, 2006), Міжнародній конференції “Хімія азотовмісних гетероциклів” (Харків, 2006), а також на наукових семінарах відділу комбінаторної хімії ІМБІГ НАН України.Інтенсивність їх флуоресценції у вільному стані незначна, а в присутності НК суттєво зростає (до 131 разу). Для барвників з аліфатичними замісниками у 2 та 3 положеннях 4-оксо-4,6,7,8-тетрагідропіроло[1,2-а]тієно[2,3-d]піримідину спостерігається значно більша селективність до РНК, ніж для Stp-4 з ароматичним замісником у 3 положенні. Стирилціанін Sbp на основі 5-оксо-1,2,3,5-тетрагідропіроло[2,1-b]хіназоліну, на відміну від барвників на основі 4-оксо-4,6,7,8-тетрагідропіроло[1,2-а]тієно[2,3-d]піримідину, не виявляє селективності до РНК і має приблизно однакову інтенсивність флуоресценції у присутності ДНК та РНК (40.1 та 46.1 у.о. відповідно). Отримано спектри флуоресценції барвників Stp-1, Stp-2, Stp-3 та Stp-5 у присутності РНК за двофотонного поглинання на 1064 нм з використанням YAG:Nd3 15 нс лазера (рис. Тут і нижче: I0 - інтенсивність флуоресценції барвника в буфері; ІДНК - інтенсивність флуоресценції барвника в присутності ДНК; LПОГЛРНК - максимум поглинання барвника в присутності РНК; LЗБФРНК - максимум збудження флуоресценції барвника в присутності РНК; LФЛРНК - максимум випромінювання барвника в присутності РНК; ІРНК - інтенсивність флуоресценції барвника в присутності РНК; у.о.У дисертації наведено вирішення наукової задачі, що полягає в розробці флуоресцентних зондів на основі стирилціанінових барвників для детекції нуклеїнових кислот за одно-та двофотонного збудження. Синтезовано понад 50 стирилціанінових барвників на основі різних азогетероциклів, серед яких стирилціаніни з алкіламонійними ефекторними групами та димерні барвники. Уперше синтезовано стирилціанінові барвники на основі імідазо[1,2-а]піридину та 4-оксо-4,6,7,8-тетрагідропіроло[1,2-а]тієно[2,3-d]піримідину.