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多吡啶钌配合物具有良好的光电化学性质,使得它常被用作检测DNA的探针,因此在电极表面固定组装多吡啶钌配合物和DNA的方法得到了很大的关注。本论文选择了三种多吡啶钌配合物[Ru(bpy)2pztp]3+/2+、[Ru(bpy)2dpp]3+/2+和[Ru(bpy)2tatp]3+/2+(bpy=2,2-联吡啶,pztp=3-(2-吡嗪基)-三氮杂并[5,6-f-1,10-邻菲咯啉,dpp=2,3-二(2-吡啶基)-吡嗪,tatp=1,4,8,9-四氮三联苯)作为研究的对象,使用电化学方法和紫外.可见光谱法研究了这些钌配合物在ITO(铟锡氧化物)电极上的电化学组装及DNA对其组装的促进作用。此外,本文还研究了配合物的手性、离子强度、Cu2+、寡聚核苷酸等多种因素对组装过程的影响。
本论文主要研究了以下内容:
1.采用微分脉冲伏安法和电子吸收光谱等方法比较了Λ-和△-[Ru(bpy)2pztp]3+/2+与DNA的相互作用,研究了离子强度和添加表面活性剂对组装的影响。结果表明:加入双链DNA能促进Λ-和△-[Ru(bpy)2pztp]3+/2+在ITO电极上的组装,高的离子强度会阻碍组装,而表面活性剂可以促进组装,但Λ-和△-[Ru(bpy)2pztp]3+/2+与DNA的电化学组装没有出现立体选择性。用电子吸收光谱测得的双链DNA与Λ-和△-[Ru(bpy)2pztp]3+/2+间的结合常数都在(7.0±0.2)×103L mol-1左右,较典型的插入作用模式小得多。电化学方法和电子吸收吸收光谱方法都证明了双链DNA和[Ru(bpy)2pztp]3+/2+之间是以静电作用模式结合的,这是该配合物的两种异构体与DNA的电化学组装没有出现立体选择性的主要原因。
2.采用微分脉冲伏安法研究了[Ru(bpy)2dpp]3+/2+在ITO电极上的电化学组装和DNA浓度及Cu2+对组装造成的影响。结果表明:DNA可以促进[Ru(bpy)2dpp]3+/2+的组装,而Cu2+会减弱[Ru(bpy)2dpp]3+/2+的组装。但是当DNA存在时加入Cu2+,Cu2+也可以促进[Ru(bpy)2dpp]3+/2+的组装,这是由于[Ru(bpy)2dpp]3+/2+和Cu2+之间的配位导致的。
3.采用了微分脉冲伏安法和循环伏安法研究了加入寡聚核苷酸对[Ru(bpy)2tatp]3+/2+在ITO电极上组装的影响,通过电量积分的方法探讨了寡聚核苷酸的序列结构对组装的影响。结果表明,具有序列结构的寡聚核苷酸都可以促进[Ru(bpy)2tatp]3+/2+的组装,但促进程度不同。在0.22到0.62 V的电位区间,寡聚核苷酸促进[Ru(bpy)2tatp]3+/2+的组装主要是由于寡聚核苷酸和[Ru(bpy)2tatp]3+/2+之间的相互作用,基本不受寡聚核苷酸的序列结构的影响。在0.62到0.82 V的电位区间这种促进作用和寡聚核苷酸的氧化有较大的关系。