[发明专利]钌配合物在DNA和酸性pH双功能磷光传感中的应用

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及水溶液中的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。

背景技术

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磷光，向其中逐渐加入DNA之后，溶液的磷光大幅增强，当配合物与DNA达到键合饱和时，磷光增强的倍数可达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，配合物都经历了磷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，因而没有磷光被观察到；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，从而出现磷光增强的现象[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。

发明内容

本发明的目的是公开一个钌配合物的DNA磷光传感中应用。

本发明的技术方案如下：

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：