鎳配合物的合成、DNA切割及細胞活性的研究

高夏南

沈陽科技學院

鎳配合物的合成、DNA切割及細胞活性的研究

高夏南

沈陽科技學院

為了研究金屬與DNA的作用機制，在室溫條件下，合成了配合物Ni（L）（H2O）4（其中L為吡啶-2,6-二羧酸），并應用紅外、元素分析手段對配合物的進行分析，表征證實合成的就是目標配合物。通過凝膠電泳法測定了配合物對pBR322質粒DNA的切割能力，并利用體外篩選法檢測配合物對人宮頸癌細胞（HeLa）的抑制活性，結果表明該配合物對HeLa細胞具有一定的抑制能力。

Ni（II）配合物；DNA切割；細胞活性

鉑類藥物是臨床治療腫瘤應用較多的抗癌藥物，但是因為鉑類配合物有嚴重的毒副作用，使其在臨床上的應用受到限制[1-2]。為了克服鉑類藥物的缺點，專家學者在金屬配合物抗癌活性方面的研究做了卓有成效的工作，金屬配位物作為一種新型的分子材料,以其奇特的可剪裁性構造、富厚的拓撲結構和在離子互換、分子識別等領域的巨大潛在應用而受到廣泛的關注,成為當前配位化學研究熱門之一，過渡金屬中鎳的配合物同樣具有重要的作用，由于金屬鎳能與羧基以多種配位方式組合成多種多樣的不同類型的配位聚合物，因此常被選用，Ni2+離子較易與含N、O這樣的配位原子形成配合物[3]，以發明新藥物為契機來進行鎳（Ⅱ）配合物的合成時，不僅期待產物在高活性方面的質量，更要關注對藥物原理的理學研究所帶來的啟迪，以生物活性、藥理學研究作為指導。

含羧基的配體是目前科研方面常用的有機配體，通常因為它可以形成結構新式的配合物，且具有極為不錯的彈性。其分子間的弱相互功能，對配合物結構的穩定性會起到更為加固的作用。對于芳香族羧酸的研究，以多樣的取代方向，加之其所具有的極為豐富的連接方式，這些特性可以增加配合物進入細胞的能力，因此易被大家采納。

綜上，文章以鎳為中心離子，吡啶-2,6-二羧酸作為配體，合成了配合物Ni（L）（H2O）4，通過凝膠電泳法證明配合物對PBR322質粒DNA存在切割能力，并研究了配合物對宮頸癌細胞的抑制能力。

1.配合物的制備與表征

配合物Ni（L）（H2O）4制備：把1mol的硝酸鎳溶解于15ML的蒸餾水中，并與1mol/L的吡啶-2,6-二羧酸溶液混合，調節PH至6.5。攪拌4小時后，靜置，獲得綠色沉淀，沉淀過濾后，用水清洗并干燥。紅外光譜分析結果為：（cm-1,s,強峰m,中等；w,弱峰）:ν（O-H）3391（m）；ν（C=O）1710（s）；ν（C=C）1637（s）,1429（m）；ν（C-N）1147（s）；δ（C-O）1250（m）；ν（C-H）719（m）。元素分析結果為（測定）：C,28.47（28.68）；H,3.73（3.50）；N,4.75（5.29）。

2.配合物對PBR322質粒DNA的切割作用

凝膠電泳技術是研究金屬配合物對DNA發生切割作用的重要實驗技術，在外電場的作用下，DNA分子向正極移動，分子量越小的DNA在凝膠中遷移率越大，由于共價閉環形超螺旋帶（Form I）的結構連接緊密，在電場的作用下遷移速率最快，電泳時跑在最前面，而開環缺刻形的（Form II）結構松散，跑在后面[4]。實驗中，可以通過質粒DNA位置的變化了解配合物與DNA作用的特點。

圖1 配合物對pBR322質粒DNA的切割電泳圖

配合物對質粒DNA發生切割作用的實驗成果如圖1。加樣順序為1到3，配合物的濃度逐漸增加，標號0為純的DNA的電泳圖像，從圖中得出，當配合物濃度低時，DNA氧化不完全，隨著配合物濃度的增加FormⅠ會逐漸氧化成FormⅡ。

3.配合物的抗腫瘤活性

本文研究了金屬鎳配合物對人宮頸癌細胞的體外細胞活性測試。三天后半數致死率（IC50）值見下表，并給出順鉑的數值作為對比。由表1數據可看出，該配合物顯示出了抑制活性，初步表明金屬鎳與芳環羧酸的結合有利于發揮其潛在的協調效應，而金屬離子自身的特有功效同樣起著重要的作用，另一方面，統計了兩天后的細胞存活情況（如圖2）,結果表明細胞存活率與半數致死率的結果一致。

表1 配合物對人宮頸癌細胞的抑制活性值

圖2 配合物對人宮頸癌癌細胞作用的細胞存活率

4.結論

（1）采取溶劑揮發法合成了Ni（L）（H2O）4（其中L為吡啶-2, 6-二羧酸）。

（2）通過紅外光譜及元素分析手段對配合物進行了表征，確定合成的既是目標物。

（3）電泳實驗顯示，配合物對PBR322質粒DNA具有切割能力,且切割能力跟著配合物濃度的增加的而增強。

（4）抗腫瘤實驗結果表明配合物能對人宮頸癌細胞顯示出抑制活性。

[1]Li F H，Zhao G H，Wu H X.Synthesis,Characterization and Bi?ological Activity of Lanthanum（III）Complexes Containing 2-methy?lene-1,10-phenanthroline Units Bridged by Aliphatic Diamines[J]. Journal of inorganic biochemistry,2006,100（1）:36-43.

[2]計亮年等.生物無機化學導論（第二版）[M].中山大學出版社,2001,1-27.

[3]姜麗麗，姚泉，閆合立，高恩軍.配合物錳-乙二酸-2,2'-聯吡啶的結構及其對DNA的切割作用研究[J].沈陽化工大學學報，2013，27（2）：97-100.

[4]高夏南.鎳-2,2ˊ-聯吡啶-4,4ˊ二羧酸配合物的結構及其生物活性研究[J].沈陽化工大學學報，2013，27（4）：292-296.

高夏南（1986-），女，漢族，遼寧沈陽市人，講師，理學碩士，單位：沈陽科技學院，研究方向：無機生物化學。