钌多吡啶配合物与核酸的键合机理及其阴离子识别

摘要

核酸(DNA和RNA)是生命体的重要组成物质,它包含了大量的遗传信息,与生物的正常生命活动(生长、繁殖等)及异常生命活动(癌变等)息息相关。自20世纪80年代,Barton等发现了[Zn(phen)3]2+对DNA的立体选择性,过渡金属多吡啶配合物与DNA的相互作用就成为生物无机化学领域的一个十分活跃的研究课题。由于钌(II)多吡啶配合物的热力学稳定性好,在光化学、电化学、物理学、光催化等方面有广泛的应用,近年来广受关注。本文共分为六章,内容如下:
　　第一章,简单的介绍了生物无机化学,核酸的相关信息,以及目前研究人员在该方面取得的成果。
　　第二章,合成了配体pid及其配合物[Ru(bpy)2(pid)]2+(1),并对其进行了表征;用光谱学证实了配合物1是通过插入模式与DNA/RNA结合的,配合物1与DNA的作用强度大于RNA;体外抗癌活性研究表明配合物1的能抑制癌细胞的增殖,有作为抗癌药物的潜力。
　　第三章,第五章和第六章,本章用核磁、元素分析的方法对所合成的配体npid和apid及其配合物[Ru(bpy)2(apid)]2+(2)和[Ru(bpy)2(apid)]2+(3)进行了表征;用光谱学和粘度法证实了配合物2和3是通过插入模式与DNA结合的,且配合物3与DNA的键合作用大于2。实验表明,辅助配体相同时,插入配体的平面性越好,与DNA的亲和作用越强。紫外和荧光光谱表明配合物2和配合物3是阴离子传感器,在乙腈中,配合物2可以高效识别AcO-离子;配合物3可以高效识别HSO4?离子。在酸性/碱性条件下,均可以变成醇式结构R1(OH)2,并产生类似分子光开关的“开-关-开”现象。先向配合物3中加入OH-荧光上升,再加入H+荧光又降低,呈现“关-开-关”的现象;然而,先向配合物3中加入H+荧光下降,再加入OH?荧光不变,只有“开-关”的现象。
　　第四章,合成了两个新的钌(II)配合物,即[Ru(phen)2(pbp)]2+(4)和[Ru(bpy)2(pbp)]2+(5)。紫外,荧光光谱及粘度研究,表明两个配合物与DNA都是经典的插入结合模式。而且,配合物5比配合物4与DNA有更强的结合作用。更重要的是,[配合物]/[DNA]比值不同会呈现不同结合模式。凝胶电泳实验表明两个配合物都能够断裂pBR322 DNA,且配合物5比配合物4对DNA有更好的断裂效果;机理实验证实(OH·)是光断裂DNA的活性物质。

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第1章 绪 论

1.1 前言

1.2 核酸的结构和性质

1.3 核酸的合成及化学修饰

1.4 核酸的应用

1.5 核酸与配合物作用模式的影响因素

1.6 研究展望

第2章 带羰基的钌(II)配合物与核酸的作用及其细胞毒性

2.1 引言

2.2 实验部分

2. 3 结果和讨论

2.4 小结

第3章 带硝基/氨基的钌(II)配合物与DNA的相互作用

3.1 引言

3.2 实验部分

3. 3 结果和讨论

3.4 小结

第4章 非平面钌(II)配合物与DNA相互作用的研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4. 3 结果和讨论

4.4 结论

第5章 钌配合物[Ru(bpy)2(npid)]2+对醋酸根的识别作用

5.1 引言

5.2 实验部分

5. 3 结果和讨论

5.4 小结

第6章 钌配合物[Ru(bpy)2(apid)]2+对硫酸氢根的识别

6.1 引言

6.2 实验部分

6. 3 结果和讨论

6.4 小结

结 论

参考文献

致谢

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