荧光核苷类似物的合理设计因缺乏预测其光物理特性的通用方法而受到很大阻碍,当碱基配对和堆叠改变荧光时,这一问题尤为严重。为了更好地理解这些效应,设计并合成了一系列从富电子到缺电子的
三环胞苷(tC和tCO)类似物。然后将它们掺入寡核苷酸中,并研究对碱基配对和堆积的光物理反应。当插入双链DNA寡核苷酸中时,富电子类似物显示出荧光开启效应,而缺电子的化合物则显示出减弱的荧光。这些荧光变化的幅度与最近的相邻核碱基的氧化电位相关。而且,匹配的碱基对增强了富电子化合物的荧光开启,并导致了缺电子化合物的荧光降低。对于tCO化合物,观察到了响应碱基配对和堆积的荧光光谱中振动精细结构的出现,为研究核酸结构和动力学提供了潜在的新工具。这些结果得到DFT计算的支持,有助于合理化碱基堆栈中的荧光变化,并将有助于为所需应用选择最佳的荧光核苷类似物。观察到响应碱基配对和堆积的荧光光谱中振动精细结构的出现,为研究核酸结构