光譜法在DNA與金屬配合物相互作用的研究方面的應(yīng)用-ppt課件

1、光譜法在DNA與金屬配合物相互作用的研討方面的運(yùn)用報(bào)告人：周智一一 選題的由來與意義選題的由來與意義 20世紀(jì)世紀(jì)80年代中期，研討發(fā)現(xiàn)金屬配年代中期，研討發(fā)現(xiàn)金屬配合物與的作用時(shí)合物與的作用時(shí),發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)2+、3+的八面手性金屬配合物具有識(shí)別的八面手性金屬配合物具有識(shí)別二級(jí)構(gòu)造的才干二級(jí)構(gòu)造的才干, 從而開展了一種能識(shí)別從而開展了一種能識(shí)別型的手性配合物探針型的手性配合物探針. 楊頻等人用作探針研討了楊頻等人用作探針研討了()3262等手性金屬配合物等手性金屬配合物與的作用機(jī)理。與的作用機(jī)理。 近年發(fā)現(xiàn)，一些金屬絡(luò)合物如金屬席夫堿近年發(fā)現(xiàn)，一些金屬絡(luò)合物如金屬席夫堿,在氧化劑存在的條件下在氧化

2、劑存在的條件下, 可以斷裂或者鍵合可以斷裂或者鍵合。 席夫堿及金屬席夫堿化合物是一類抗席夫堿及金屬席夫堿化合物是一類抗癌藥物癌藥物,研討抗癌藥物與的相互作用研討抗癌藥物與的相互作用機(jī)理機(jī)理, 對(duì)選擇核酸酶及抗癌藥物的合成具對(duì)選擇核酸酶及抗癌藥物的合成具有重要意義。有重要意義。1.紫外光譜法紫外光譜法 雙鏈雙鏈DNA分子由于含有芳香性堿基和磷酸根，分子由于含有芳香性堿基和磷酸根，其紫外光譜在其紫外光譜在260nm附近有附近有1強(qiáng)吸收峰。強(qiáng)吸收峰。DNA的堿的堿基是很多藥物與基是很多藥物與DNA結(jié)合的位點(diǎn)。結(jié)合藥物后，結(jié)合的位點(diǎn)。結(jié)合藥物后，DNA的上述特征吸收峰會(huì)發(fā)生位移。的上述特征吸收峰會(huì)發(fā)生

3、位移。 二二 主要研討手段主要研討手段金屬席夫堿的構(gòu)造圖 對(duì)于Mn席夫堿，隨著DNA的參與，其吸收光譜發(fā)生明顯的減色效應(yīng)，同時(shí)其234nm處的吸收峰有2nm的微小紫移。2. 熒光光譜法熒光光譜法1 用溴化乙啶作熒光試劑的原理用溴化乙啶作熒光試劑的原理 溴化乙啶溴化乙啶(EthBr)能插入雙鏈能插入雙鏈DNA的堿基之的堿基之間與間與DNA發(fā)生專注作用，因此其本身熒光強(qiáng)度被發(fā)生專注作用，因此其本身熒光強(qiáng)度被大大加強(qiáng)，達(dá)大大加強(qiáng)，達(dá)100倍，成為測(cè)定倍，成為測(cè)定DNA及各種性質(zhì)及各種性質(zhì)的靈敏試劑。的靈敏試劑。 假設(shè)某種化合物能與假設(shè)某種化合物能與DNA發(fā)生類似溴化發(fā)生類似溴化乙啶與乙啶與DNA這種

4、作用方式的反響，就會(huì)競(jìng)爭(zhēng)這種作用方式的反響，就會(huì)競(jìng)爭(zhēng)溴化乙啶與溴化乙啶與DNA體系的熒光，跟蹤這一體系體系的熒光，跟蹤這一體系的熒光變化，可以判別化合物能否與的熒光變化，可以判別化合物能否與DNA發(fā)發(fā)生作用。生作用。2EB和化合物的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)和化合物的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn) EB與與DNA發(fā)生嵌入作用使其熒光強(qiáng)度發(fā)生嵌入作用使其熒光強(qiáng)度大增，而大增，而Mn席夫堿與席夫堿與DNA發(fā)生類似作用，發(fā)生類似作用，兩者競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，減弱兩者競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，減弱EB-DNA體系的熒體系的熒光。通常以光。通常以c(compl)/c(DNA)100為限，熒為限，熒光值減弱光值減弱50%作為化合物能否與作為化合物能否與DNA作用

5、作用的判據(jù)。的判據(jù)。 由左圖可知由左圖可知隨隨Mn席夫堿濃席夫堿濃度添加，度添加，EB-DNA體系熒光強(qiáng)體系熒光強(qiáng)度減弱，當(dāng)增至度減弱，當(dāng)增至c(compl)/c(DNA)=31.84時(shí)，體系時(shí)，體系的熒光強(qiáng)度已降的熒光強(qiáng)度已降至至48.5%，闡明，闡明Mn席夫堿嵌入席夫堿嵌入到了到了DNA雙鏈之雙鏈之間。間。 右圖比較右圖比較了幾種席夫堿了幾種席夫堿與與DNA相互作相互作用的強(qiáng)弱，其用的強(qiáng)弱，其中作用最強(qiáng)的中作用最強(qiáng)的為為Co(II)席夫堿，席夫堿，最弱為最弱為Zn席夫席夫堿堿.3KI的猝滅實(shí)驗(yàn)的猝滅實(shí)驗(yàn) 一些物質(zhì)如鹵素離子、硝基化合物、重金一些物質(zhì)如鹵素離子、硝基化合物、重金屬離子等等可使

6、熒光猝滅，稱為熒光猝滅作用。屬離子等等可使熒光猝滅，稱為熒光猝滅作用。KI為常用的熒光猝滅劑。為常用的熒光猝滅劑。 經(jīng)過在有經(jīng)過在有CTDNA小牛胸腺的小牛胸腺的DNA)和無和無CTDNA存在的情況下，存在的情況下，KI對(duì)對(duì)Mn席夫堿猝滅情況席夫堿猝滅情況的不同，可進(jìn)一步論證的不同，可進(jìn)一步論證Mn席夫堿與席夫堿與DNA的嵌入的嵌入作用。作用。 由左圖知由左圖知Mn席夫堿的席夫堿的熒光程度隨熒光程度隨KI的添加快速降的添加快速降低，沒有低，沒有DNA存在時(shí)比有存在時(shí)比有DNA存在時(shí)降存在時(shí)降得更快，闡明得更快，闡明Mn席夫堿嵌席夫堿嵌入入DNA雙鏈中，雙鏈中，因遭到磷酸基因遭到磷酸基團(tuán)維護(hù)從而

7、使團(tuán)維護(hù)從而使熒光猝滅變慢。熒光猝滅變慢。4溫度的影響溫度的影響 溫度對(duì)物質(zhì)的熒光度有一定影響，普通來溫度對(duì)物質(zhì)的熒光度有一定影響，普通來說溫度越高，熒光強(qiáng)度越低，對(duì)說溫度越高，熒光強(qiáng)度越低，對(duì)Mn席夫堿而席夫堿而言隨溫度升高熒光強(qiáng)度降低，但在言隨溫度升高熒光強(qiáng)度降低，但在Mn席夫堿席夫堿-DNA體系中，隨溫度上升，體系的熒光強(qiáng)度先體系中，隨溫度上升，體系的熒光強(qiáng)度先升后降。在較低溫度下，升后降。在較低溫度下，DNA雙鏈堆積較為嚴(yán)雙鏈堆積較為嚴(yán)密，密，Mn席夫堿嵌入堿基對(duì)中，因此熒光強(qiáng)度席夫堿嵌入堿基對(duì)中，因此熒光強(qiáng)度較弱，隨溫度升高，較弱，隨溫度升高，DNA雙鏈堆積程度減弱，雙鏈堆積程度減弱

8、，熒光強(qiáng)度加強(qiáng)。但當(dāng)溫度升至熒光強(qiáng)度加強(qiáng)。但當(dāng)溫度升至60攝氏度時(shí)，攝氏度時(shí)，DNA雙鏈幾乎完全松散，變性雙鏈幾乎完全松散，變性DNA的熒光猝滅的熒光猝滅維護(hù)作用減弱，因此該體系的熒光強(qiáng)度又降低。維護(hù)作用減弱，因此該體系的熒光強(qiáng)度又降低。5其他要素的影響其他要素的影響.pH的影響的影響變性變性DNA的影響的影響DNA鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)3. 拉曼光譜法拉曼光譜法 用激光輻射樣品時(shí)，會(huì)發(fā)生散射。在散射用激光輻射樣品時(shí)，會(huì)發(fā)生散射。在散射光譜中，有些光的頻率與入射光頻率不同，強(qiáng)光譜中，有些光的頻率與入射光頻率不同，強(qiáng)度要弱得多，其中就有拉曼光譜。度要弱得多，其中就有拉曼光譜。 共振拉曼效應(yīng)即當(dāng)激發(fā)激光波長(zhǎng)

9、落入分共振拉曼效應(yīng)即當(dāng)激發(fā)激光波長(zhǎng)落入分子電子吸收峰附近時(shí)，分子振動(dòng)的拉曼信號(hào)子電子吸收峰附近時(shí)，分子振動(dòng)的拉曼信號(hào)強(qiáng)度得到極大加強(qiáng)，約是普通拉曼光強(qiáng)度的強(qiáng)度得到極大加強(qiáng)，約是普通拉曼光強(qiáng)度的104106倍。倍。 藥物與藥物與DNA的插入作用可以引起其紫外的插入作用可以引起其紫外共振拉曼光譜的缺色性共振拉曼光譜的缺色性,即拉曼光譜譜峰強(qiáng)度即拉曼光譜譜峰強(qiáng)度的變化。而與的變化。而與DNA溝槽鍵聯(lián)的藥物溝槽鍵聯(lián)的藥物,不僅能不僅能引起拉曼光譜的缺色性引起拉曼光譜的缺色性,而且其光譜還會(huì)產(chǎn)生而且其光譜還會(huì)產(chǎn)生頻移。由于共價(jià)鍵聯(lián)的藥物的共振拉曼光譜頻移。由于共價(jià)鍵聯(lián)的藥物的共振拉曼光譜沒有缺色性沒有缺

10、色性,因此可以把共振拉曼光譜的缺色因此可以把共振拉曼光譜的缺色性作為區(qū)分插入作用和共價(jià)鍵聯(lián)作用以及溝性作為區(qū)分插入作用和共價(jià)鍵聯(lián)作用以及溝槽聯(lián)接作用的根據(jù)。槽聯(lián)接作用的根據(jù)。 目前國(guó)際上用共振拉曼光譜方法研討抗癌藥物目前國(guó)際上用共振拉曼光譜方法研討抗癌藥物與與DNA相互作用的任務(wù)非?；顫?，其主要研討目的相互作用的任務(wù)非?；顫?，其主要研討目的以及開展趨勢(shì)在于以及開展趨勢(shì)在于: (1) 進(jìn)一步證明共振拉曼光譜的缺色性能否進(jìn)一步證明共振拉曼光譜的缺色性能否是插入和溝槽聯(lián)接的好的判別根據(jù)是插入和溝槽聯(lián)接的好的判別根據(jù);(2) 利用脈沖激光共振拉曼光譜研討激發(fā)態(tài)利用脈沖激光共振拉曼光譜研討激發(fā)態(tài)藥物與藥

11、物與DNA的復(fù)合物的構(gòu)造和譜帶特征的復(fù)合物的構(gòu)造和譜帶特征;3 藥物與藥物與DNA相互間的弱相互作用相互間的弱相互作用,如氫如氫鍵、庫(kù)侖力等鍵、庫(kù)侖力等; 4 經(jīng)過紫外共振拉曼光譜技術(shù)來準(zhǔn)確確經(jīng)過紫外共振拉曼光譜技術(shù)來準(zhǔn)確確定藥物與定藥物與DNA相互作用的準(zhǔn)確位置；相互作用的準(zhǔn)確位置；5如何使共振拉曼光譜技術(shù)適用化等。如何使共振拉曼光譜技術(shù)適用化等。三三 小結(jié)小結(jié) 光譜法是研討光譜法是研討DNA與金屬配合物的相互與金屬配合物的相互作用的主要手段。其中主要包括紫外光譜法、作用的主要手段。其中主要包括紫外光譜法、熒光光譜法、拉曼光譜法。紫外光譜為吸收光熒光光譜法、拉曼光譜法。紫外光譜為吸收光譜，熒

12、光光譜是激發(fā)光譜，拉曼光譜是散射光譜，熒光光譜是激發(fā)光譜，拉曼光譜是散射光譜的一種，這譜的一種，這3種方法各有優(yōu)點(diǎn)和缺陷，普通種方法各有優(yōu)點(diǎn)和缺陷，普通是結(jié)合運(yùn)用，可以起到互補(bǔ)的作用。是結(jié)合運(yùn)用，可以起到互補(bǔ)的作用。 隨著各種新激光技術(shù)如激光倍頻技術(shù)、紫隨著各種新激光技術(shù)如激光倍頻技術(shù)、紫外可調(diào)諧激光技術(shù)等的開展，將有力推進(jìn)光譜外可調(diào)諧激光技術(shù)等的開展，將有力推進(jìn)光譜技術(shù)在金屬配合物與技術(shù)在金屬配合物與DNA的相互作用和其他生的相互作用和其他生物大分子構(gòu)造及其與物質(zhì)相互作用等研討任務(wù)物大分子構(gòu)造及其與物質(zhì)相互作用等研討任務(wù)的運(yùn)用。所以，這方面的研討有著光明的前景！的運(yùn)用。所以，這方面的研討有著光明的前景！參考文獻(xiàn) 1. 李來生，王寧曉，黃偉東，王麗萍 熒光法研討金屬配合物與DNA的相互作用 江西師范大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)報(bào) 2019.11 第25卷第4期 2. 廖見培，劉國(guó)東，黃杉生 水溶性金屬席夫堿與DNA相互作用的熒光光譜 分析測(cè)試化學(xué)報(bào) 2019.5 第20卷第3期3. 沈昊宇，包信濤，樂芝鳳 含d-2-氨基-2-脫葡萄糖的金屬配合物與DNA的相互作用的紫外和熒光光譜 運(yùn)用化學(xué) 2019.3 第18卷第3期 4. 李蔚，陳五高，梁