铜、钴、镍、锰电活性金属配合物的合成、表征及其与脱氧核糖核酸相互作用机理的研究

论文题目: 铜、钴、镍、锰电活性金属配合物的合成、表征及其与脱氧核糖核酸相互作用机理的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 海洋化学

作者: 牛淑妍

导师: 焦奎

关键词: 金属配合物,合成,晶体结构,脱氧核糖核酸,电化学传感器

文献来源: 中国海洋大学

发表年度: 2005

论文摘要: 脱氧核糖核酸（DNA）是生物最重要的遗传物质,它在遗传信息的储存、复制及转录中都具有非常重要的作用,是基因表达的基础。DNA作为目标分子用于识别在抑制细胞功能紊乱和治疗某些疾病中的天然和人工分子,这在无机生物化学中是极其重要的。小分子特别是过渡金属配合物与DNA的键合和分子识别特性是生命科学中重要的研究课题。通常小分子与DNA作用有三种结合方式:嵌插作用、沟结合和静电作用。在这三种方式中,嵌插作用是最强的一种,因为嵌插分子的平面插入芳香杂环和DNA的碱基对之间。对于小分子来说,分子的哪一部分插入DNA是很重要的,因为它将为设计合成具有应用前景的高效的疾病诊断和化疗药物提供有用信息。同时为DNA电化学传感器中新型杂交指示剂的选择提供理论依据。 本论文对以5,7,7,12,14,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂环十四-4,11-二烯二碘化氢、咪唑、邻菲咯啉为配体,以Cu（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）等为中心离子的金属配合物进行了合成,设计合成了三种结构类型共9个金属配合物,通过晶体结构测定及部分化合物的红外（IR）、元素分析（EA）、热重（TG）测定,确定了化合物的结构。利用电化学和光谱的方法研究了这些金属配合物与DNA的作用,确定了反应的条件,作用方式,测定了结合比和结合常数。并分别以[Co（phen）2（Cl）（H2O）]Cl和[Mn（Im）6]（teph）·2H2O为杂交指示剂制备了巯基自组装修饰金电极DNA电化学传感器和共价键合DNA修饰玻碳电极DNA电化学传感器。 （1） 设计合成了四氮大环铜、四氮大环钴和四氮大环镍三种新化合物,通过晶体结构测定及部分化合物的红外（IR）、元素分析（EA）、热重（TG）测定,确定了化合物的结构,并利用电化学和光谱的方法研究了这些金属配合物与DNA的作用。结果表明,三种配合物分子式分别为Cu(C16H32N4)I2·2H2O、

论文目录:

0 前言

1 历史回顾与研究现状

1.1 DNA的结构及其电活性

1.2 DNA传感器设计原理

1.2.1 光传感器设计原理

1.2.2 压电传感器

1.2.3 DNA电化学传感器设计原理

1.3 DNA修饰电极的制备及其特点

1.3.1 吸附法

1.3.2 共价键合法

1.3.3 组合法

1.4 杂交指示剂的研究

1.4.1 杂交指示剂的种类

1.4.2 杂交指示剂和DNA的结合方式与电化学响应的关系

1.4.3 杂交指示剂结构的确定

1.4.4 杂交指示剂与DNA作用机理的研究方法

2 存在的问题、建议

2.1 存在的问题

2.2 建议

3 课题的提出及研究内容

参考文献

第一部分 四氮大环配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

第一章 四氮大环铜配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 制备大环配体5，7，7，12，14，14-六甲基-1，4，8，11-四氮杂坏十四-4，11-二烯二碘化氢

1.2.2 制备大环铜配合物

1.2.3 单晶的制备

1.2.4 晶体数据收集和结构检测

1.2.5 四氮大环铜配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.6 四氮大环铜配合物与DNA相互作用的紫外-可见光谱研究

2 结果与讨论

2.1 四氮大环铜配合物的组成及结构

2.1.1 四氮大环铜配合物的X-射线晶体结构分析

2.1.2 四氮大环铜配合物的光谱分析

2.1.3 四氮大环铜配合物的热分析

2.2 四氮大环铜配合物的电化学研究

2.2.1 四氮大环铜配合物在玻碳电极上的电化学特性

2.2.2 pH对四氮大环铜配合物氧化峰电流△I_(pa)的影响

2.2.3 反应时间对四氮大环铜配合物氧化峰电流I_(pa)的影响

2.2.4 扫速对四氮大环铜配合物氧化峰电流I_(pa)的影响

2.2.5 DNA浓度对四氮大环铜配合物氧化峰电流I_(pa)的影响

2.2.6 DNA-四氮大环铜复合物的结合比及结合常数

2.3 四氮大环铜配合物与DNA作用的光谱分析

第二章 四氮大环钴配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 制备大环配体5，7，7，12，14，14-六甲基-1，4，8，11-四氮杂坏十四-4，11-二烯二碘化氢

1.2.2 制备大环钴配合物

1.2.3 单晶的制备

1.2.4 晶体数据收集和结构检测

1.2.5 四氮大环钴配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.6 四氮大环钴配合物与DNA相互作用的紫外-可见光谱研究

2 结果与讨论

2.1 四氮大环钴配合物的组成及结构

2.1.1 四氮大环钴配合物的X-射线晶体结构分析

2.1.2 四氮大环钴配合物的光谱分析

2.2 四氮大环钴配合物的电化学研究

2.2.1 四氮大环钴配合物在玻碳电极上的CV特性

2.2.2 pH对四氮大环钴配合物氧化峰电流△I_(pa)的影响

2.2.3 反应时间对四氮大环钴配合物氧化峰电流△I_(pa)的影响

2.2.4 扫速对四氮大环钴配合物的氧化峰电流I_(pa)的影响

2.2.5 DNA浓度对四氮大环钴配合物氧化峰电流I_(pa)的影响

2.2.6 DNA-四氮大环钴复合物的结合比及结合常数

2.3 四氮大环钴配合物与DNA相互作用的光谱分析

第三章 四氮大环镍配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 制备大环配体5，7，7，12，14，14-六甲基-1，4，8，11-四氮杂环十四-4，11-二烯二碘化氢

1.2.2 制备大环镍配合物

1.2.3 单晶的制备

1.2.4 晶体数据收集和结构检测

1.2.5 四氮大环镍配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.6 四氮大环镍配合物与DNA相互作用的紫外-可见光谱研究

2 结果与讨论

2.1 四氮大环镍配合物的组成及结构

2.1.1 四氮大环镍配合物的X-射线晶体结构分析

2.1.2 四氮大环镍配合物的光谱分析

2.1.3 四氮大环镍配合物的热分析

2.2 四氮大环镍配合物的电化学研究

2.2.1 四氮大环镍配合物在玻碳电极上的CV特性

2.2.2 pH对四氮大环镍配合物氧化峰电流△I_(pa)的影响

2.2.3 反应时间对四氮大环镍配合物氧化峰电流△I_(pa)的影响

2.2.4 扫速对四氮大环镍配合物的氧化峰电流△I_(pa)的影响

2.2.5 DNA浓度对四氮大环镍配合物氧化峰电流△I_(pa)的影响

2.2.6 DNA-四氮大环镍复合物的结合比及结合常数

2.3 四氮大环镍配合物与DNA相互作用的光谱分析

参考文献

第二部分 咪唑金属配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

第一章 四咪唑铜配合物的合成及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 四咪唑铜配合物的合成

1.2.2 四咪唑铜配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.3 四咪唑铜配合物与DNA相互作用的紫外-可见光谱研究

2 结果与讨论

2.1 四咪唑铜配合物的电化学研究

2.1.1 四咪唑铜配合物在玻碳电极上的CV特性

2.1.2 扫速对四咪唑铜配合物还原峰电流I_(pc)的影响

2.1.3 四咪唑铜配合物与DNA作用的电化学特性

2.1.4 DNA浓度对四咪唑铜配合物CV曲线的影响

2.1.5 DNA与四咪唑铜复合物结合数n的研究

2.2 DNA与四咪唑铜配合物相互作用的光谱研究

2.2.1 DNA与四咪唑铜配合物相互作用的紫外光谱分析

2.2.2 四咪唑铜配合物对EB-DNA吸收光谱的影响

第二章 咪唑钴金属配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 咪唑钴配合物的合成和单晶培养

1.2.2 六咪唑钴配合物晶体数据收集和结构检测

1.2.3 六咪唑钴配合物与DNA相互作用的电化学研究

2.2.4 六咪唑钴配合物紫外-可见光谱研究

2 结果与讨论

2.1 六咪唑钴配合物的X-射线晶体结构分析

2.2 六咪唑钴配合物的电化学研究

2.2.1 六咪唑钴配合物与DNA相互作用的CV特性

2.2.2 pH值对六咪唑钴配合物电化学特性的影响

2.2.3 反应时间对六咪唑钴配合物峰电流的影响

2.2.4 扫速对六咪唑钴配合物氧化峰电流I_(pa)的影响

2.2.5 DNA与六咪唑钴配合物的结合常数及结合比

2.3 六咪唑钴配合物与DNA相互作用的光谱分析

第三章 咪唑镍金属配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 咪唑镍配合物的合成和单晶培养

1.2.2 六咪唑镍配合物晶体数据收集和结构检测

1.2.3 六咪唑镍配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.4 六咪唑镍配合物的荧光光谱分析

1.2.5 六咪唑镍配合物对DNA紫外-可见光谱的影响

2 结果与讨论

2.1 六咪唑镍配合物的X-射线晶体结构分析

2.2 六咪唑镍配合物的电化学研究

2.2.1 六咪唑镍配合物在裸金电极上的DPV特性

2.2.2 pH值对六咪唑镍配合物电化学特性的影响

2.2.3 反应时间对六咪唑镍配合物峰电流的影响

2.2.4 DNA浓度对六咪唑镍配合物峰电流的影响

2.2.5 变性DNA和天然DNA对六咪唑镍配合物电化学特性的影响

2.2.6 离子强度对六咪唑镍配合物与DNA相互作用的影响

2.3 六咪唑镍配合物与DNA相互作用的光谱研究

2.3.1 六咪唑镍配合物与DNA相互作用的荧光光谱

2.3.2 六咪唑镍配合物与DNA相互作用的紫外光谱

第四章 六咪唑锰配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 对苯二甲酸钠溶液的制备

1.2.2 对苯二甲酸锰的合成

1.2.3 六咪唑锰配合物的合成和单晶培养

1.2.4 六咪唑锰配合物晶体数据收集和结构分析

1.2.5 六咪唑锰配合物的紫外光谱测定

1.2.6 六咪唑锰配合物的红外光谱测定

1.2.7 六咪唑锰配合物的热分析

1.2.8 六咪唑锰配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.9 六咪唑锰配合物与DNA相互作用的荧光光谱研究

2 结果与讨论

2.1 六咪唑锰配合物的组成及结构

2.1.1 六咪唑锰配合物的X-射线晶体结构分析

2.1.2 六咪唑锰配合物的紫外光谱图解析

2.1.3 六咪唑锰配合物的红外光谱图解析

2.1.4 六咪唑锰配合物的热重分析

2.2 六咪唑锰配合物的电化学研究

2.2.1 六咪唑锰配合物与DNA相互作用的CV特性

2.2.2 pH值对六咪唑锰配合物与DNA相互作用的影响

2.2.3 反应时间对六咪唑锰配合物与DNA相互作用的影响

2.2.4 扫速对六咪唑锰配合物还原峰电流的影响

2.2.5 DNA浓度对六咪唑锰配合物还原峰电流的影响

2.2.6 DNA-六咪唑锰复合物的结合比及结合常数

2.3 六咪唑锰配合物与DNA相互作用的荧光光谱研究

参考文献

第三部分 邻菲咯啉金属配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

第一章 邻菲咯啉钴配合物的合成及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 邻菲咯啉钴配合物的合成

1.2.2 邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.3 邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的紫外光谱研究

1.2.4 邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的荧光光谱研究

2 结果与讨论

2.1 邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的电化学研究

2.1.1 邻菲咯啉钴配合物在玻碳电极上的CV特性

2.1.2 pH值对邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的影响

2.1.3 反应时间对邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的影响

2.1.4 扫速对邻菲咯啉钴配合物还原峰电流的影响

2.1.5 DNA浓度对邻菲咯啉钴配合物还原峰电流的影响

2.1.6 DNA-邻菲咯啉钴复合物的结合比及结合常数

2.2 邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的紫外光谱研究

2.3 邻菲咯啉钴配合物与DNA相互作用的荧光光谱研究

第二章 邻菲咯啉镍配合物的合成、晶体结构表征及其与DNA作用机理的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 邻菲咯啉镍配合物的合成和单晶培养

1.2.2 邻菲咯啉镍配合物晶体数据收集和结构检测

1.2.3 邻菲咯啉镍配合物与DNA相互作用的电化学研究

1.2.4 邻菲咯啉镍配合物与DNA相互作用的紫外光谱研究

1.2.5 邻菲咯啉镍配合物与DNA相互作用的荧光光谱研究

2 结果与讨论

2.1 邻菲咯啉镍配合物的组成及结构

2.1.1 邻菲咯啉镍配合物的红外光谱分析

2.1.2 邻菲咯啉镍配合物的X-射线晶体结构分析

2.2 邻菲咯啉镍配合物与DNA相互作用的电化学研究

2.2.1 邻菲咯啉镍配合物在玻碳电极上的CV特性

2.2.2 pH值对邻菲咯啉镍配合物与DNA相互作用的影响

2.2.3 反应时间对邻菲咯啉镍配合物与DNA相互作用的影响

2.2.4 扫速对邻菲咯啉镍配合物氧化峰电流的影响

2.2.5 DNA浓度对邻菲咯啉镍配合物氧化峰电流的影响

2.2.6 DNA-邻菲咯啉镍复合物的结合比及结合常数

2.3 邻菲咯啉镍配合物与DNA作用的紫外光谱研究

2.4 邻菲咯啉镍配合物与DNA相互作用的荧光光谱研究

参考文献

第四部分 新型杂交指示剂的选择及DNA电化学传感器的研究

第一章 巯基自组装修饰金电极的DNA电化学传感器的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 邻菲咯啉钴配合物在金电极上的电化学行为及其与DNA相互作用的电化学研究

1.2.2 金电极的预处理

1.2.3 自组装DNA修饰金电极的制备

1.2.4 修饰后金电极上DNA的杂交

1.2.5 嵌合

1.2.6 电化学测定

1.2.7 不同来源DNA片段的识别

2 结果与讨论

2.1 邻菲咯啉钴配合物在金电极上的电化学行为及其与DNA的相互作用

2.2 金电极预处理效果的检测

2.3 自组装DNA修饰金电极的电化学表征

2.4 DNA电化学传感器的选择性

2.5 不同来源DNA片段的识别

第二章 共价键合法修饰金电极DNA电化学传感器的研究

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.2 实验方法

1.2.1 六咪唑锰配合物在玻碳电极上的电化学研究

1.2.2 玻碳电极的预处理

1.2.3 玻碳修饰电极的共价键合与DNA的固定

1.2.4 修饰后玻碳电极上DNA的杂交160

1.2.5 指示剂的嵌入

1.2.6 电化学测定

2 结果与讨论

2.1 玻碳修饰电极的电化学表征

2.2 六咪哗锰配合物在玻碳电极上的电化学行为及其与DNA的相互作用

2.3 DNA电化学传感器的选择性

参考文献

结论

攻读博士学位期间发表的论文目录

致谢

发布时间: 2005-10-26

参考文献

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• [4].二取代基二硫代磷酸金属配合物及其混配物的合成、表征、晶体结构和杀菌活性研究[D]. 郝青丽.南京理工大学2004
• [5].含大环多胺配体金属磷酸酯水解酶模型化合物的合成、表征及催化性能研究[D]. 任颜卫.西北大学2006
• [6].硫酸镍系列配合物晶体结构、生长及性能研究[D]. 庄欣欣.中国科学院研究生院（福建物质结构研究所）2004
• [7].RE5Si4-RE5Ge4体系化合物的晶体结构、相关性及化合物的物理性质研究[D]. 杨海方.中国科学院研究生院（物理研究所）2003
• [8].两种生物来源化合物结构与功能关系的研究[D]. 卢多.中国协和医科大学1997
• [9].钼、钨金属配合物的合成、晶体结构、EPR、UV、NMR以及性质研究[D]. 鲁晓明.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）2002
• [10].喹诺酮金属配合物的合成、结构与生物活性[D]. 王国平.浙江大学2002

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