Взаємодія ціанінових барвників з нуклеїновими кислотами. 1 . Карбоціанінові барвники, заміщені в поліметиновому ланцюзі, як можливі зонди для флюоресцентної детекції нуклеїнових кислот

Abstract

Для розширення сфери застосування карбоціанінових барвників для гомогенної флюоресцентної детекції нуклеїнових кислот (НК) запропоновано використовувати барвники, заміщені у поліме­тиновому ланцюзі. Синтезовано низку алкіл-заміщених похідних тіакарбоціаніну; досліджено їхні спектрально-люмінесцентні властивості в присутності дволанцюгової ДНК, РНК та бичачого сироваткового альбуміну (БСА). Всі отримані похідні мають нижчий рівень власної флюоресценції, ніж у вихідного барвника В присутності НК спостерігається підвищення інтенсивності випромінювання в 1,75–76 разів. Менше підвищення (1,75–16,9 разу) має місце в присутності великого надлишку БСА. Максимальна інтенсивність, яка більше, ніж удвічі, перевищує інтен­сивність флюоресценції тіакарбоціаніну, спостерагається для НК-комплексів β-метил-заміщеного барвника. Замісники розмірів, більших за метальну групу, викликають занадто великі порушення плоскої будови флюорофору тіакарбоціаніну, що призводить до зменшення інтенсивності вип­ромінювання НК-комплексів відповідних барвників.

В целях расширения использования карбоцианиновых красите­лей для гомогенного флюоресцентного обнаружения нуклеиновых кислот (НК) предложено использование красителей с заместителями в полиметиновой цепи. Синтезирован ряд алкил-замещенных производных тиакарбоцианина; исследова­ны их спектрально-люминесцентные характеристики в присутствии двухцепочечной ДНК, РНК и бычьего сывороточного альбумина (БСА). Уровень собственной флюоресценции у всех полученных производных ниже, чем у исходного красителя. В присутствии НК наблюдается увеличение интенсивности из­ лучения в 1,75–76 раз, в то время как уровень излучения незамещенного красителя повышается незначительно (1,08– 1,94 раза). Меньшее увеличение флюоресценции (1,75–16,9 раза) имеет место в присутствии большого избытка БСА. Максимальная интенсивность, вдвое превышающая таковую тиакарбоцианина, наблюдается для НК-комплексов (β-метил-замещенного красителя. Заместители больших, чем метильная группа, размеров вызывают избыточные нарушения планарности тиакарбоцианинового флюорофора, что приводит к уменьшению интенсивности излучения НК-комплексов соот­ветствующих красителей.

To extend the application of carbocyanine dyes in fluorescent nucleic acid detection, the use of dyes substituted in a polymethine cliain is proposed. A series of thiacarbocyanine derivatives with alkyl substituents in a polymethine chain have been synthesized, and the spectral luminescent properties of dyes in the presence of double-stranded DNA, RNA and bovine serum albumin (BSA) have been examined. The intrinsic fluorescence of all derivatives prepared is lower than that of unsubstituted thiacarbocyanine. The dyes show 1.75–76-fold fluorescence enhancement in the presence of nucleic acids. Lower enhancement (1.75–16.9 times) takes place in the presence of large excess of BSA. The highest fluorescence intensity for dye-nucleic acid complexes is observed for the i-methyl-substituted dye that is more than two times higher as compared to thiacarbocyanine. The substituents larger than methyl group disturb the planarity of thiacarbocyanine fluorophore excessively, and the fluorescence intensities of nucleic acid complexes of corresponding dyes are lower.