论文部分内容阅读
随着生物医学以及生命科学的不断深入发展,检测生物分子具有非常巨大的应用价值。相对于传统的检测方法,荧光检测方法具有操作简单,灵敏度高,选择性好,检测限低等优点。因此,近年来,荧光分子探针的设计与合成已经成为了非常活跃的研究领域。金属配合物探针由于在水溶液中良好的稳定性,在探针分子的设计中引起了非常广泛的关注,其中尤其以锌、铁、铜配合物为研究的热点。本论文将围绕双核铜(Ⅱ)配合物展开研究工作,并将其应用于检测重要的生物阴离子焦磷酸盐(PPi)。 本论文设计并合成了三个结构相关联的铜(Ⅱ)配合物探针Cu-La、 Cu-Lb、Cu-Lc。三个探针分子都是含对称支脚架的铜(Ⅱ)配位物。探针Cu-Lb、Cu-Lc在探针Cu-La结构基础上在两个支脚架上都引入了活化官能团氨甲基,使得探针分子具有更强的配位能力和吸电子能力。同时,通过一些实验表征验证了探针在水溶液中的结合方式。 接着,以邻苯二酚紫为染色剂,三个探针都可以和染色剂以1∶1的比例关系进行结合,再向探针与染色剂的混合液Cu-Lx-PV中加入焦磷酸后,PPi可以与探针结合,置换出邻苯二酚紫。在这全过程中,溶液颜色发生“黄色→蓝色(浅绿色)→黄色”的变化过程,伴随着紫外吸收的相应变化。产生这种检测效果的机理主要是由于邻苯二酚紫中含有官能团苯二酚结构,苯二酚可以与铜(Ⅱ)配合物探针产生很好的络合作用,这种新的络合结构会表现出物理性质的变化。同时,PPi也表现对探针很好的配位作用,在溶液体系中和染色剂表现出竞争络合,就可以将邻苯二酚置换出,再次恢复邻苯二酚在水溶液中的物理特性。在此同时,由于探针Cu-Lb、Cu-Lc在支脚架上引入了氨甲基,可以与PPi形成良好的分子间氢键作用,大大增强了与PPi的结合力。分子间氢键的形成,使探针Cu-Lc与PPi的结合常数比探针Cu-La增强了将近527倍。这也充分体现了在支脚架上修饰活化官能团氨甲基的重要意义。 三个探针在阴离子检测中对PPi表现出很好的选择性,尤其是HPO42-对PPi没有干扰。基于这种选择性,本文巧妙地设计了利用探针Cu-Lc监控焦磷酸酶水解PPi的实验。无机磷酸酶在Mg2+共同催化下,在40分钟开始进入催化高峰,历时25分钟后达到稳定。 最后,本论文设计了同样具有苯二酚结构的荧光指示剂6,7-二羟基香豆素取代邻苯二酚进行了荧光滴定实验。6,7-二羟基香豆素也可以在溶液中与探针和PPi之间发生指示剂交换反应。这也证实了参与指示剂交换反应的官能团就是化学活性较强的邻苯二酚。