钌配合物在DNA和酸性pH双功能磷光传感中的应用制造技术

本发明专利技术公布了一个钌配合物的纯化方法及在磷光光谱法测定水样中的DNA浓度和pH中的应用。该配合物能通过磷光强度随DNA浓度的增加或pH增加而线性增加测定水溶液中的DNA浓度和pH。测定DNA时，酵母RNA的存在对磷光强度几乎无影响。测定pH的有效范围为2.0‑5.0。

Application of ruthenium complexes in DNA and acidic pH bifunctional phosphorescence sensing

The invention discloses a purification method of a ruthenium complex and its application in the determination of DNA concentration in a water sample by phosphorescence spectrometry and the application in pH. The complexes can be linearly increased by increasing the phosphorescence intensity with increasing DNA concentration or pH, and measuring the concentration of DNA and pH in aqueous solutions. In the determination of DNA, the presence of yeast RNA had no effect on the phosphorescence intensity. The effective range for the determination of pH 2 5.

【技术实现步骤摘要】
钌配合物在DNA和酸性pH双功能磷光传感中的应用
本专利技术涉及水溶液中的DNA和pH传感领域，具体涉及一个钌配合物在水溶液中的DNA和pH磷光传感中的应用。
技术介绍
1990年，Barton等人通过研究发现配合物[Ru(bpy)2(dppz)]2+的水溶液几乎不能发出荧光，向其中逐渐加入DNA之后，溶液的荧光大幅增强，当配合物与DNA达到键合饱和时，荧光增强的倍数可达104[Friedman,A.E.；Chambron,J.C.；Sauvage,J.P.；Turro,N.J.；Barton,J.K.J.Am.Chem.Soc.1990,112,4960.]。在DNA加入前后，配合物都经历了荧光从无到有的大幅变化，于是人们形象地把它们叫作“DNA的光开关”。后来，Barton和Barbara等人对上述配合物的DNA光开关性质的机理进行了探究，他们发现配合物的激发态3MLCT直接指向配体dppz的吩嗪环，在没有DNA存在时，杂环吩嗪上的N原子易与周围溶剂水分子形成氢键导致配合物产生非辐射跃迁，因而没有荧光被观察到；配合物与DNA分子发生键合作用后，位于嵌入配体上的吩嗪环的N原子得到疏水的DNA碱基区的保护，溶剂水分子难以对其产生影响，从而出现荧光增强的现象[Turro,C.；Bossmann,S.H.；Jenkins,Y.；Barton,J.K.；Turro,N.J.J.Am.Chem.Soc.1995,117,9026.]。Ru(II)配合物作为DNA光开关的发现是一个令科研工作者兴奋的结果，配合物分子的DNA光开关性质为DNA分子的定性或定量检测开辟了新的途径，也为不同类型、不同碱基含量的DNA的识别和DNA的特定序列识别开拓了新思路，这类配合物也因此成为公认的“明星分子”。自此以后，出现了不少致力于在这两种配合物的基础上通过改变或修饰配体来开发新的DNA分子光开关的研究，形成了DPPZ系列的光开关化合物。对原型分子[Ru(bpy)2(dppz)]2+的修饰工作主要通过以下几种途径实现：延长dppz配体的共轭体系、在dppz上引入新的取代基、引入电负性强的杂原子如N原子和改变辅助配体。但是该方面的工作却没有得到人们期待的更好的DNA分子光开关，由于dppz系列的Ru(II)配合物的DNA光开关性能均不及原型配合物，研究人员逐渐开始从其他体系的Ru(II)配合物着手探索DNA光开关。我们课题组曾报道了一个含有羧基的钌配合物[Ru(phen)2(Hcdpq)]2+[Zhang,A.G.；Zhang,Y.Z.；Duan,Z.M.；Wang,K.Z.；Wei,H.B.；Bian,Z.Q.；Huang,C.H.Inorg.Chem.2011,50,6425.]，表现出较好的DNA光开关性能，且能从含有小牛胸腺DNA和酵母RNA的溶液中选择性性磷光传感DNA。但该配合物与DNA的键合能力较弱，检测DNA的灵敏度较差，限制了其实际应用。本专利通过改变其辅助配体，成功实现了高选择性、高灵敏度检测DNA。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一个钌配合物的DNA磷光传感中应用。本专利技术的技术方案如下：本实验中所用的双核钌配合物细胞pH传感器为[(bath)2Ru(Hcdpq)](ClO4)2，配阳离子结构式如下图所示：与现有DNA磷光传感器相比，本专利技术的传感器的有益效果在于：在小牛胸腺DNA和酵母RNA共存的溶液中磷光传感DNA的选择性性优于明星配合物[Ru(bpy)2(dppz)]2+，其键合的选择性和灵敏度明显优于[Ru(phen)2(Hcdpq)]2+。附图说明图1在Tris-HCl缓冲溶液(5mMTris，pH＝7.1，50mMNaCl)中[Ru(DIP)2(Hcdpq)]+(4μM)的紫外-可见光谱随DNA浓度增加(0-8.5μM)的变化(插图为随着DNA浓度增加[DNA]/(εa-εf)的变化及线性拟合)。图2在Tris-HCl缓冲溶液(5mMTris，pH＝7.1，50mMNaCl)中[Ru(DIP)2(Hcdpq)]+(4μM)的发射光谱随DNA浓度增加(0-22.3μM)的变化(λex＝471nm)(插图为随着DNA浓度增加I/I0的变化图)。图3(a)[Ru(DIP)2(Hcdpq)]+(4μM)对DNA(0-7.5μM)的荧光响应的工作曲线；图3(b)[Ru(phen)2(Hcdpq)]+(2.69μM)对DNA(0-86μM)的荧光响应的工作曲线。图4随RNA浓度增加(0-23μM)[Ru(DIP)2(Hcdpq)]+(4μM)在5mMTris-HCl缓冲溶液(50mMNaCl，pH＝7.1)中的荧光光谱变化图，插图为I/I0值随RNA或DNA浓度增大的变化。图5[Ru(DIP)2(Hcdpq)](ClO4)2(4μM)在Britton-Robinson缓冲溶液中随pH变化(0.2-11.6)的荧光光谱图(λex＝457nm)的变化；插图为615nm处荧光强度随pH变化的Sigmoidal拟合)。具体实施方式实施例1：配合物[Ru(DIP)2(Hcdpq)](ClO4)2的合成将Ru(DIP)2Cl2(0.0836g,0.1mmol),吡嗪并[2,3-f][1,10]邻菲咯啉-2-羧酸(0.0295g,0.107mmol)和乙二醇4mL加入25mL圆底烧瓶中，N2保护下在110℃反应10h。反应结束后，冷却至室温，得到橙红色澄清溶液，然后向溶液中加入含0.05MHClO4的饱和NaClO4溶液，得到红色沉淀，常压过滤并用0.05MHClO4水溶液洗涤，真空干燥，得粗产品。用乙腈/水/KNO3(体积比0：5：1)的展开剂对粗产品进行硅胶柱色谱分离，接收色谱柱上的红色荧光带。然后将接收到的液体旋蒸浓缩，向浓缩液中加入含有0.05MHClO4的饱和NaClO4溶液，有部分白色的盐析出，过滤将其除去，继续向滤液中加入含有0.05MHClO4的饱和NaClO4溶液，有红色沉淀析出，同时也有白色的盐析出，过滤沉淀，真空干燥，再用尽量少的乙腈溶解产品中的红色配合物，大部分盐由于不溶于乙腈被除去，将乙腈溶液旋蒸浓缩，若仍有盐析出则过滤除去，向除盐后的溶液中加入含有0.05MHClO4的饱和NaClO4溶液，析出红色沉淀，于70℃真空干燥后得到产品0.076g(0.061mmol),产率为61％。氢核磁共振谱(400MHz,Me2SO-d6)δ/ppm:9.82(s,1H),9.61(d,J＝8.3Hz,2H),8.40(dd,J＝7.1,2.7Hz,2H),8.33(t,J＝6.3Hz,4H),8.28(s,4H),8.04(m,2H),7.84(d,J＝5.5Hz,2H),7.79(dd,J＝5.5,1.3Hz,2H),7.66(m,20H)。元素分析[C63H40Cl2N8O2Ru·H2O(F.W.＝1259.01)]:计算值：C60.10；N8.90；H3.36％；测量值：C60.96；N8.83；H3.37％。基体辅助激光解吸电离飞行质谱：计算值：m/z521.0563([M-2ClO4]2+)；测量值：521.1280([M-2ClO4]2+)。本专利技术采用硅胶柱色谱分离技术，提纯目标配合物，较文献本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术中的钌配合物[(bath)

【技术特征摘要】
1.本发明中的钌配合物[(bath)2Ru(Hcdpq)](ClO4)2，由阳离子和阴离子组成，其特征在于，所述阳离子为[(bath)2Ru(Hcdpq)]2+，结构式如下图所示：2.该配合物用乙腈/水/KNO3(体积比0：5：1)的展开剂对粗产品进行硅胶柱色谱分离，得到产率和纯度稳定的产品。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：王克志，贾嘉，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11