本發(fā)明屬于鎘配合物領(lǐng)域，尤其是涉及一種水溶性單核鎘配合物與制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

小分子化合物與核酸的相互作用已然成為當(dāng)今國(guó)際生物無(wú)機(jī)化學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。這類(lèi)試劑能夠作為dna的結(jié)構(gòu)探針，與dna發(fā)生定點(diǎn)結(jié)合和定位切割，具有天然核酸酶的功能，可以切磋誘發(fā)細(xì)胞病變、癌變或者其他遺傳疾病的受損基因。因此，在研制和開(kāi)發(fā)新的抗癌藥，特效的化學(xué)治療藥方面具有十分重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。

以人體自身存在的微量元素作為金屬中心的配合物，對(duì)身體正常細(xì)胞具有較低的毒性。今年來(lái)，微量元素為金屬中心的配合物設(shè)計(jì)合成是生物無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。許多配合物被設(shè)計(jì)合成，表現(xiàn)出了較好的dna識(shí)別、切割和抗腫瘤活性。與此同時(shí)，自順鉑配合物成為針對(duì)頭癌、頸癌有效的抗癌藥物之后，重金屬配合物的設(shè)計(jì)合成迅速成為生物無(wú)機(jī)化學(xué)和配位化學(xué)領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)，而且cd(ⅱ)離子能夠與質(zhì)粒dna的核酸堿基發(fā)生相互作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種水溶性單核鎘配合物與制備方法及其應(yīng)用，使該配合物具有良好的水溶性，能夠以插入方式與dna發(fā)生相互作用。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種水溶性單核鎘配合物，化學(xué)式為[cd(bpma)2](clo4)2·0.5h2o，其中bpma為n-甲基-n,n-二吡啶甲基胺。

進(jìn)一步的，所述配合物的結(jié)構(gòu)式為：

進(jìn)一步的，所述配合物屬于單斜晶系，p21/n空間點(diǎn)群，晶胞參數(shù)為α＝γ＝90°，β＝114.564(3)°，單胞體積為

進(jìn)一步的，所述配合物為單核結(jié)構(gòu)，cd1離子的配位數(shù)是六，分別和來(lái)自?xún)蓚€(gè)bpma的氮原子(n1，n2，n3和n4，n5，n6)配位，是一個(gè)畸變的八面體構(gòu)型；其中n1，n2，n4，n5組成八面體的赤道平面，n3和n6占據(jù)在八面體的軸向位置，cd(1)-n(1)、cd(1)-n(2)、cd(1)-n(3)、cd(1)-n(4)、cd(1)-n(5)、cd(1)-n(6)的鍵長(zhǎng)分別是cd-n的平均鍵長(zhǎng)是

本發(fā)明的另一目的在于提出一種制備上述水溶性單核鎘配合物的方法，以采用常溫?cái)嚢?、加熱回流、常溫?fù)]發(fā)的合成方法得到目標(biāo)產(chǎn)物，制備方法簡(jiǎn)單，可靠。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種制備水溶性單核鎘配合物的方法，包括如下步驟：

將cd(clo4)2·6h2o溶解于水中，室溫?cái)嚢柘碌渭雍衎pma的乙腈溶液，得到的混合溶液室溫下攪拌均勻后，滴加s(ch2cooh)2的水溶液，90-100℃加熱回流并攪拌2-4小時(shí)，冷卻到室溫后過(guò)濾，室溫條件下?lián)]發(fā)，得到晶體后采用有機(jī)溶劑洗滌后干燥；所述cd(clo4)2·6h2o、bpma、s(ch2cooh)2的摩爾比為(0.1～0.7):(0.1～0.7):(0.3～1.0)。

進(jìn)一步的，所述晶體為適于x-單晶衍射的無(wú)色晶體；洗滌所述晶體采用的有機(jī)溶劑為乙醚。

進(jìn)一步的，所述cd(clo4)2·6h2o的溶液濃度為0.01-1mol/l。

進(jìn)一步的，含有cd(clo4)2·6h2o的水溶液、含有bpma的乙腈溶液、s(ch2cooh)2的水溶液的體積分別為5ml、2ml、15ml。

進(jìn)一步的，所述s(ch2cooh)2的水溶液由三乙胺調(diào)節(jié)ph為7-8。

本發(fā)明的另一目的在于提出上述水溶性單核鎘配合物的應(yīng)用。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種水溶性單核鎘配合物的應(yīng)用，所述配合物能夠應(yīng)用于制備核酸識(shí)別試劑。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種水溶性單核鎘配合物與制備方法及其應(yīng)用具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)本發(fā)明所述的水溶性單核鎘配合物具有良好的水溶性，能夠以部分插入的鍵合方式與dna發(fā)生相互作用。

(2)本發(fā)明所述的制備水溶性單核鎘配合物的方法，步驟簡(jiǎn)短，常溫?cái)嚢?，加熱回流，自然揮發(fā)的條件下即可得到目標(biāo)產(chǎn)物，制備簡(jiǎn)單可靠。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所述的單核鎘配合物單元結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所述的加入不同量的ct-dna后，單核鎘配合物的電子吸收光譜圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1所述的加入不同濃度的配合物，eb-dna的熒光淬滅光譜圖。

具體實(shí)施方式

除有定義外，以下實(shí)施例中所用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實(shí)施例中所用的試驗(yàn)試劑，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)生化試劑；所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1

將0.1mmol的cd(clo4)2·6h2o溶解于5ml水中，室溫?cái)嚢柘戮徛渭?ml含有0.1mmolbpma的乙腈溶液，得到的混合溶液室溫下攪拌半小時(shí)后，滴加15ml由三乙胺校正ph為7的含有0.3mmols(ch2cooh)2的水溶液，90℃加熱回流并攪拌2小時(shí)，冷卻到室溫后過(guò)濾，室溫條件下緩慢揮發(fā)兩周，得到適于x-單晶衍射的無(wú)色晶體，乙醚洗滌后干燥，產(chǎn)率：29％。

產(chǎn)物元素分析的實(shí)驗(yàn)值分別為：c42.37％、h4.42％、n11.02％。其中元素分析的理論值分別為:c42.18％、h4.24％、n11.14％，元素分析結(jié)果與晶體結(jié)構(gòu)式相符合。

紫外-可見(jiàn)光譜分析：217nm(π-π*),256nm(n-π)。

ft-ir(kbr):該配合物在3019cm^-1和2908cm^-1的兩個(gè)中等強(qiáng)度的尖銳吸收峰可以指派為bpma中的c-h伸縮振動(dòng)。在1599cm^-1處出現(xiàn)很尖的強(qiáng)吸收峰，為bpma的c–n伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收。626～770cm^-1多重峰為吡啶環(huán)的伸縮振動(dòng)。

實(shí)施例2

將0.7mmol的cd(clo4)2·6h2o溶解于5ml水中，室溫?cái)嚢柘戮徛渭?ml含有0.7mmolbpma的乙腈溶液，得到的混合溶液室溫下攪拌半小時(shí)后，滴加15ml由三乙胺校正ph為7.5的含有1mmols(ch2cooh)2的水溶液，90℃加熱回流并攪拌2小時(shí)，冷卻到室溫后過(guò)濾，室溫條件下緩慢揮發(fā)兩周，得到適于x-單晶衍射的無(wú)色晶體，乙醚洗滌后干燥，產(chǎn)率：30％。

產(chǎn)物元素分析的實(shí)驗(yàn)值分別為：c42.37％、h4.42％、n11.02％。其中元素分析的理論值分別為:c42.18％、h4.24％、n11.14％，元素分析結(jié)果與晶體結(jié)構(gòu)式相符合。

紫外-可見(jiàn)光譜分析：217nm(π-π*),256nm(n-π)。

ft-ir(kbr):該配合物在3019cm^-1和2908cm^-1的兩個(gè)中等強(qiáng)度的尖銳吸收峰可以指派為bpma中的c-h伸縮振動(dòng)。在1599cm^-1處出現(xiàn)很尖的強(qiáng)吸收峰，為bpma的c–n伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收。626～770cm^-1多重峰為吡啶環(huán)的伸縮振動(dòng)。

實(shí)施例3

將0.5mmol的cd(clo4)2·6h2o溶解于5ml水中，室溫?cái)嚢柘戮徛渭?ml含有0.5mmolbpma的乙腈溶液，得到的混合溶液室溫下攪拌半小時(shí)后，滴加15ml由三乙胺校正ph為7.5的含有0.75mmols(ch2cooh)2的水溶液，90℃加熱回流并攪拌2小時(shí)，冷卻到室溫后過(guò)濾，室溫條件下緩慢揮發(fā)兩周，得到適于x-單晶衍射的無(wú)色晶體，乙醚洗滌后干燥，產(chǎn)率：31％。

產(chǎn)物元素分析的實(shí)驗(yàn)值分別為：c42.37％、h4.42％、n11.02％。其中元素分析的理論值分別為:c42.18％、h4.24％、n11.14％，元素分析結(jié)果與晶體結(jié)構(gòu)式相符合。

紫外-可見(jiàn)光譜分析：217nm(π-π*),256nm(n-π)。

ft-ir(kbr):該配合物在3019cm^-1和2908cm^-1的兩個(gè)中等強(qiáng)度的尖銳吸收峰可以指派為bpma中的c-h伸縮振動(dòng)。在1599cm^-1處出現(xiàn)很尖的強(qiáng)吸收峰，為bpma的c–n伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收。626～770cm^-1多重峰為吡啶環(huán)的伸縮振動(dòng)。

實(shí)施例4

將0.7mmol的cd(clo4)2·6h2o溶解于5ml水中，室溫?cái)嚢柘戮徛渭?ml含有0.7mmolbpma的乙腈溶液，得到的混合溶液室溫下攪拌半小時(shí)后，滴加15ml由三乙胺校正ph為7.5的含有0.9mmols(ch2cooh)2的水溶液，100℃加熱回流并攪拌2小時(shí)，冷卻到室溫后過(guò)濾，室溫條件下緩慢揮發(fā)兩周，得到適于x-單晶衍射的無(wú)色晶體，乙醚洗滌后干燥，產(chǎn)率：27％。

產(chǎn)物元素分析的實(shí)驗(yàn)值分別為：c42.37％、h4.42％、n11.02％。其中元素分析的理論值分別為:c42.18％、h4.24％、n11.14％，元素分析結(jié)果與晶體結(jié)構(gòu)式相符合。

紫外-可見(jiàn)光譜分析：217nm(π-π*),256nm(n-π)。

ft-ir(kbr):該配合物在3019cm^-1和2908cm^-1的兩個(gè)中等強(qiáng)度的尖銳吸收峰可以指派為bpma中的c-h伸縮振動(dòng)。在1599cm^-1處出現(xiàn)很尖的強(qiáng)吸收峰，為bpma的c–n伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收。626～770cm^-1多重峰為吡啶環(huán)的伸縮振動(dòng)。

水溶性單核鎘配合物的相關(guān)表征

(1)水溶性單核鎘配合物的晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

在294(2)k下,選取大小合適的晶體,用經(jīng)石墨單色器單色化的mo-kα射線(xiàn)作為入射光源，以ω-2θ掃描方式收集衍射數(shù)據(jù)。晶體結(jié)構(gòu)用直接法解出，先用差值函數(shù)法和最小二乘法確定全部非原子氫坐標(biāo)，再用理論加氫的方法得到氫原子位置，最后用最小二乘法對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精修。所有的計(jì)算使用shelxs-97和shelxl-97程序包進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

如表1-2和圖1，水溶性單核鎘配合物晶體屬于單斜晶系，p21/n空間群，z＝4。cd1離子的配位數(shù)是六，分別和來(lái)自?xún)蓚€(gè)bpma的氮原子(n1，n2，n3和n4，n5，n6)配位，是一個(gè)畸變的八面體構(gòu)型。其中n1，n2，n4，n5組成八面體的赤道面，n3和n6占據(jù)在八面體的軸向位置，cd(1)-n(1)、cd(1)-n(2)、cd(1)-n(3)、cd(1)-n(4)、cd(1)-n(5)、cd(1)-n(6)的鍵長(zhǎng)分別是cd-n的平均鍵長(zhǎng)是

(2)加入不同量的ct-dna，觀(guān)察配合物的電子吸收光譜變化試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

在室溫下，向樣品池和參比池中各加2.0ml緩沖溶液(緩沖溶液用三蒸水配制，含50mmnacl和5mmtris，用鹽酸調(diào)至ph＝7.4)，然后向樣品池加入一定量體積的配合物溶液(配合物濃度為3.98×10^-5m)并向參比池中補(bǔ)加相應(yīng)等體積的緩沖溶液。用微量進(jìn)樣器向樣品池和參比池中加入一定量相同體積的ct-dna儲(chǔ)備液，使ct-dna與配合物的濃度比值不斷增加(ct-dna的濃度為0-3.96×10^-4m)，觀(guān)察配合物吸收峰的變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

水溶性單核鎘配合物在217nm處有強(qiáng)的紫外吸收，如圖2所示，隨著ct-dna的逐漸等量加入，配合物的最大紫外吸收強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的下降，即出現(xiàn)了明顯的“減色效應(yīng)”，同時(shí)伴隨了紅移現(xiàn)象，紅移距離△λ為9nm。減色率為40.3％，說(shuō)明水溶性單核鎘配合物在本實(shí)驗(yàn)條件下，以部分插入的鍵合方式和dna發(fā)生相互作用。

(3)加入不同量的配合物，觀(guān)察eb-dna結(jié)合物熒光強(qiáng)度的變化試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

配制ct-dna和eb的混合溶液，其含量分別為2.4×10^-6meb和4.8×10^-5mct-dna，儲(chǔ)備于4℃冰箱中。水溶性單核鎘配合物配制成3×10^-3m儲(chǔ)備液。淬滅滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)，向樣品池中加入2.0ml儲(chǔ)備的eb-dna混合液，觀(guān)察其熒光強(qiáng)度，然后用微量進(jìn)樣器每次向樣品池中加入等體積的配合物儲(chǔ)備液，觀(guān)察發(fā)射光譜的變化并將數(shù)據(jù)保存以便擬合處理。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

鎘配合物本身不產(chǎn)生熒光，采用配合物淬滅eb-dna結(jié)合物的熒光，通過(guò)研究eb-dna結(jié)合物熒光強(qiáng)度的變化來(lái)間接測(cè)定配合物與dna的結(jié)合程度。

水溶性單核鎘配合物淬滅eb-dna的熒光光譜如圖3所示，在加入水溶性單核鎘配合物后，eb-dna的熒光強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的降低，并且隨著配合物濃度的增加，其熒光強(qiáng)度逐漸降低，表明水溶性單核鎘配合物與ct-dna的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合取代了eb。

根據(jù)stern-volmer方程式：i0/i＝1+k[q]，以加入水溶性單核鎘配合物前后eb-dna的熒光強(qiáng)度比值(i0/i)為縱坐標(biāo)，鎘配合物的濃度為橫坐標(biāo)，做出了stern-volmer圖(圖3中的嵌入圖)，配合物的熒光淬滅曲線(xiàn)呈直線(xiàn)，基本上滿(mǎn)足了stern-volmer方程，表明熒光淬滅是鎘配合物取代了已插入dna的eb的結(jié)果。根據(jù)方程keb[eb]＝kapp[complex],keb＝1.0×10⁷m^-1([eb]＝4.0μm)，計(jì)算出鎘配合物的表觀(guān)鍵合常數(shù)分別為3.17×10⁴m^-1。結(jié)果顯示配合物與dna是中等鍵合模式，小于典型的插入試劑(鍵合常數(shù)為10⁷m^-1)。

表1配合物的晶體結(jié)構(gòu)的主要數(shù)據(jù)

表2配合物晶體的主要鍵長(zhǎng)、鍵角

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。