CuⅡ Schiff碱配合物的电化学性质及其与DNA相互作用的研究

1、2006年5月ChineseJournalofAnalysisLaboratory2006-5)Schiff碱配合物的电化学性质Cu(及其与DNA相互作用的研究陈欣妍,费锡明2(1.湖北中医学院药学院,430064;2.华中师范大学化学学院,430079)摘要:用电化学法、光谱法和粘度法研究了一种自合成的Schiff碱配合物与DNA的相互作用,发现此配合物在0.4和-0.8V和还原峰,加入DNA使其峰电流降低,能插入DNA双螺旋结构内部,);吸收光谱;粘度;相互作用关键词:Cu(文章编号:100020720(2006)052015204近年来,Schiff碱配合物由于具有杀菌、抗癌、载氧等特性

2、,正日益受到人们的重视。在研究其与DNA的相互作用时一般多采用溴化乙啶(EB)荧光法,此法虽然较为灵敏,但采用的荧光探针EB具有强致癌性并且具有一定的局限性31,2铜的配合物Cu(sal2gly)H2O按文献方法合成和纯5化。元素分析结果(w%)如下:Sal2gly(计算值:C,60133;N,7182;H,5102。实测值:C,59182;N,7157;H,4191);Cu(sal2gly)H2O(计算值:C,。Bard441153;N,5138;H,3185.实测值:C,40195;N,5147;H,3189)。小牛胸腺DNA为Sigma公司产等首先将电化学的方法应用于研究电活性金属配合物

3、与溶液中DNA分子的相互作用,通过探讨电活性分子与DNA分子作用前后的循环伏安行为的变化来研究作用机理。此外吸收光谱法和粘度法也是现在研究配合物与DNA相互作用的有效方法。毕思纬513和0105m的2Al2O3抛光粉抛光,分别用二次水和超纯水冲洗后再用超声波洗涤后使用。6等人发现氨基酸水杨醛Schiff碱配合物对变形杆菌和金黄色葡萄球菌有较强的抗菌活性,但其电化学性质及与DNA的相互作用尚未见文献报道。本文报道了自合成的Schiff碱配合物的电化学性质及与DNA的相互作用的研究结果。1实验部分1.1试剂与仪器CHI650电化学分析仪(上海辰华仪器有限公司)与Pentium微机联用;三电极系统:

4、参比电极为饱和甘汞电极(SCE),对电极为铂丝电极,工作电极为玻碳电极。岛津CV22550自动记录分光光度计,乌式粘度计。N2亚水杨基甘氨酸Schiff碱(Sal2gly)及其二价收稿日期:2005206215;修订日期:2005208211作者简介:陈欣妍(1978-),女,助教152006年5月ChineseJournalofAnalysisLaboratory2006-5文献。2结果与讨论2.1配合物在玻碳电极上的电化学行为N2亚水杨基甘氨酸Schiff碱配合物(浓度为017mmolL)在0.4-0.8V电位范围内呈现一对明显的氧化还原峰(图1),在0.1Vs的扫描速度下,还原峰电位EP

5、,C为-0.498V,氧化峰电位EP,a为-0.197V,峰电位差Ep为0.301V。而从7反应过程主要由扩散过程控制,该电极反应是不9可逆过程。根据不可逆电极反应的峰电位方程以EP,C对lnv作图应成直线关系,从直线斜率可以求得n=0.6336,即该电极反应的电子转移系数=0.6336(n=1)。2.2配合物与DNA的相互作用图1也给出了当DNA存在时(图中R=6,R=15)的循环伏安图。从图可见,当往溶液中加入DNA时,氧化还原峰电流降低,且没有新的氧化不同扫描速度下获得的循环伏安图(图2)可见,峰电流随着扫描速度的增大而增大,并与扫描速度的平方根成正比,结合记时库仑法的数据可知该反应电子

6、数n=1,8根间的直线斜率3162×10cms,-5,相互作用时形成,DNA浓度的增p,不可逆性增DNA存在时,中心铜离子在电极上的反应过程同无DNA存在时一样主要由扩散过程控制,为不可逆的氧化还原过程,从图4微分脉冲伏安图也观察到随着DNA浓度的增大,中心铜离子的游离浓度也逐渐下降。当R=15时,根据还原峰电流与扫速的平方根间的直线斜率可以获得其-62-1扩散系数为4.71×10cms(图3),说明峰电流下降主要是因为与DNA结合的配合物的扩散系数减小所致。图1配合物在不同DNA浓度下的循环伏安图Fig.1Cyclicvoltammogramsofthecomplexin

7、teractingwithdifferentconcentrationsofDNAR=DNACu,0.1Vs图3还原峰电流对扫描速度平方根图Fig.3Plotsofreductionpeakcurrentvs.squarerootofscanrate2.3配合物与DNA作用的紫外可见吸收光谱图2扫描速度对循环伏安图的影响Fig.2InfluenceofscanrateonCV加入DNA后,配合物的紫外可见吸收光谱的吸收峰位置的红移,强度减小是配合物与DNA发11生插入作用的证据之一。图5(a)是配合物与DNA作用的紫外可见吸收光谱,结果显示在200500nm的范围内都发生了一定程度的减色效应,

8、扫描速度(Vs):1-0.2;2-0.1;3-0.05;4-0.02;5-0.01并且最大吸收波长也有少许红移,这表明配合物插入DNA内部与碱基对发生电子堆积。由于16nm处出现等吸收点,这说明二者形成了稳定的络1312(和物。根据文献按方程ca-f)=cb-1(f)+1Kbb-f)可计算配合物与DNA的结合常数,c为DNA浓度,a为配合物在共存溶液时的表观摩尔吸光系数,f为配合物单独存在时的摩尔吸光系数,b是与DNA结合的配合物的摩尔(吸光系数。用ca-f)对c作图,通过直线斜率可计算得到Kb为7.8×10Lmol。图4Cu(sal2gly)H2O在不同DNA浓度下的微分脉冲伏安图

9、Fig.4DifferentialpulsevoltammogramsofCu(sal2gly)H2O42.4配合物与DNA的粘度测定DNA相互作12(:与配合物(0;0:与配合物混合DNA溶液的相对粘度)对Cu(sal2gly)H2O浓度的关系曲线(图6)可见当配合物存在时,DNA的相对粘度增大,且随配合物浓度的增大也呈现增大的趋势,这一结果与前面的电化学法和紫外可见吸收光谱法一致,表明该配合物能与DNA作用。图6DNA相对粘度随Cu(sal2gly)H2O加入量的变化Fig.6EffectofadditionamountsofCu(sal2gly)H2Oonthespecificrelat

10、iveviscosityofDNA3结论图5配合物在不同DNA浓度下的紫外可见吸收光谱Fig.5AbsorptionspectraofthecomplexunderdifferentconcentrationsofDNA用循环伏安法研究了N2亚水杨基甘氨酸Schiff碱铜配合物的电化学性质,并用电化学法、紫外可见吸收光谱法和粘度法研究了该配合物与DNA的相互作用。研究结果表明,中心铜离子在电极上的反应过程主要由扩散过程控制,该电极反应是不可逆过程。通过循环伏安图峰电流的减低,扩散系数的减小和吸收光谱图吸收峰的减色和红移以及DNA相对粘度的增大表明此配合物能插入DNA内部,并计算出它与DNA的结

11、合常数为7.84×10Lmol。17DNA在300500nm之间没有吸收峰,图5(b)给出了配合物与不同浓度DNA作用时在300500nm之间的紫外可见吸收光谱,同时还看到在4072006年5月ChineseJournalofAnalysisLaboratory2006-5参考文献1KhanIU,SrivastavaSK,SrivastavaSC.IndianJChem,1987,26A:2382SaxenaA,TandonJP,CrownAJ.Polyhedron,1985,4:10851974,71:38394CatierMT,BardAJ.JAmChemSoc,1987,109

12、:75285毕思纬,刘树祥.无机化学学报,1996,12:4236CaterMT,RodriguezM,BardAJ.JAmChemSoc,1989,111:89017刘幸平,胡润淮,杜薇.物理化学,北京:科学出版社,2002,2758SatyanaryanaS,DaborwiakJC,ChairesJB.Biochemis2try,1993,32:25739DelahayP.IntersciencePublishersInc,1954,12510刘殿军,王振新,董绍俊.分析试验室,2002,21:5411TysoeSA,BakerAD,StrekasTC.JPhysChem,1993,97:

13、170712ZhaoGC,ZhuJJ,ChenHX.SpectrochimicaActa,A,1999,55:110913TuiteE,KellyJM.1995,35:41914李61:245)anditsinteractionwithDNAFundamentalelectrochemicala(13CHENXin2yanXi21.ofMedicine,HubeiChineseMedicineInstitude,Wuhan430064;2.DepartmentofNormalUniv.,Wuhan430070),FenxiShiyanshi,2006,25(5):1518)Schiffbasecomplexhavebeenstud2Abstract:ThefundamentalelectrochemicalcharacteristicsofasyntheticCu(ied,andtheinteractionofcoppercomplexwithcalfthymnDNAwasalsostudiedbycyclicvoltammetryandUVandvisiblespectrometryandviscosity.Theresultssuggestthatthecomplexcanbi