In（Ⅲ）及其2，2’-联吡啶配合物与DNA作用的电化学研究

论文摘要

核酸是生物体的重要组成部分,它包含遗传信息,并参与这些信息在细胞内的表达,从而促成代谢过程并控制这一过程。由于核酸介入了生物的生成,发育和繁殖等正常生命活动,并与致癌等生命的异常情况也密切相关。因此,研究DNA的结构与功能关系,将有助于人们从分子水平上了解生命现象的本质。有报道称铟的配合物能与DNA作用且有抗癌活性,铟最外层具有4d25s1结构,其离子常见价态为In（Ⅰ）,In（Ⅲ）,并易形成六配位的八面体结构配合物。铟离子与配体结合后,中心铟离子的氧化还原电位会受到配体共扼程度以及配体的空间结构的影响,与DNA相互作用的强度也受配合物结构的影响。金属吡啶配合物与DNA相互作用的研究一直是生物无机化学领域十分活跃的研究课题,此类配合物的热力学性质稳定,光化学和光物理信息丰富,能够以插入、静电和沟面结合三种方式与DNA作用。本文选用联吡啶为配体,首先研究了In（Ⅲ）与联吡啶相互作用的电化学及紫外光谱性质,又对In（Ⅲ）与DNA的相互作用进行了初步研究,最后进一步研究了联吡啶In（Ⅲ）配合物与DNA作用的电化学行为。对理解联吡啶类金属配合物与DNA的作用机制和键合能力,为设计寻找新型的核酸结构探针及抗肿瘤药物进行了有意义的探索。在第一章中,介绍了DNA以及吡啶配合物的基本性质,并综述了研究配合物与DNA作用的实验方法和相关理论。在第二章中,介绍了本论文实验过程中所用的仪器、试剂、实验方法。研究了In（Ⅲ）与联吡啶作用的紫外吸收光谱、紫外差光谱及电化学性质,根据二者相互作用时的紫外光谱及差光谱,得到了二者的配位比。并得到了随着DNA浓度升高时,电极体系的扩散系数、传质系数、反应速率常数及阻抗谱的变化。在第三章中,用循环伏安、微分脉冲伏安、交流阻抗等电化学方法研究了在HAc-NaAc（pH=4.0）缓冲溶液中,随DNA浓度增大时In（Ⅲ）与DNA的作用,测定了In（Ⅲ）与DNA作用时体系的扩散系数、反应速率常数,电极体系阻抗的变化。依据反应前后循环伏安曲线的变化特征判断了In（Ⅲ）与DNA相互作用的方式。在第四章中,用循环伏安、微分脉冲伏安、交流阻抗电化学方法在Tris-HCl（pH=7.2）缓冲溶液中,研究了随DNA浓度增大时In（bpy）Cl3·H2O与DNA的作用,测定了反应体系的扩散系数、反应速率常数。依据反应前后循环伏安曲线的变化特征判断了联吡啶In（Ⅲ）配合物与DNA相互作用的方式。并用紫外可见光谱研究了In（bpy）Cl3·H2O与DNA作用时的结合常数K及结合位点数n。第五章对本文进行了总结和展望。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究进展
• 1.3 小分子与DNA作用的模式及研究方法
• 1.3.1 小分子与DNA作用的基本模式
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 常用的电化学方法及原理
• 1.5 本文的研究内容
• 参考文献
• 第二章 In（Ⅲ）与2,2'-联吡啶作用的电化学研究
• 2.1 实验试剂及仪器
• 2.2 实验部分
• 3·4H₂O的制备'>2.2.1 InCl₃·4H₂O的制备
• 2.2.2 电化学实验
• 2.2.3 紫外及紫外差光谱的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 循环伏安
• 2.3.2 线性扫描伏安
• 2.3.3 微分脉冲伏安
• 2.3.4 交流阻抗
• 2.3.5 紫外光谱
• 2.3.6 紫外差光谱
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 In（Ⅲ）与DNA作用的电化学研究
• 3.1 实验试剂及仪器
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 循环伏安
• 3.3.2 线性扫描伏安
• 3.3.3 微分脉冲伏安
• 3.3.4 交流阻抗
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 2,2'-联吡啶In（Ⅲ）配合物与DNA作用的电化学研究
• 4.1 实验试剂及仪器
• 4.2 实验部分
• 3·H₂O的合成'>4.2.1 配合物In（bpy）Cl₃·H₂O的合成
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 配合物在研究体系中的存在形式
• 4.3.2 循环伏安特性
• 4.3.3 微分脉冲伏安特性
• 4.3.4 交流阻抗
• 4.3.5 InL与DNA的结合位点数n及结合常数K的求解
• 4.4 作用机理探讨
• 4.5 小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 附录
• 致谢