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基本信息

項(xiàng)目名稱：
核黃素與Hg(Ⅱ)的相互作用及其熒光識(shí)別研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
研究發(fā)現(xiàn)Hg(Ⅱ)與核黃素在水溶液中有較強(qiáng)的選擇性結(jié)合能力，在常見(jiàn)金屬離子中核黃素單一選擇性與Hg(Ⅱ)結(jié)合，并使其熒光猝滅。Hg(Ⅱ)的加入使核黃素?zé)晒鈮勖鼜?.78 ns降低為4.19 ns，熒光猝滅常數(shù)為1.40×10(4) L/mol。Hg(Ⅱ)與核黃素形成1:1型絡(luò)合物，表觀結(jié)合常數(shù)為2.89×10(5) L/mol?；谏鲜鲞x擇性結(jié)合的熒光猝滅作用，建立了一種新的Hg(Ⅱ)熒光檢測(cè)方法，該方法的檢測(cè)線性范圍為1.0×10(-9)- 8.0×10(-6) mol/L，檢出限為1.0×10(-9) mol/L。 利用天然熒光有機(jī)物做Hg(Ⅱ)熒光分子探針是一項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性研究工作。不僅避免了目前Hg(Ⅱ)熒光分子探針?lè)爆嵉挠袡C(jī)合成，而且核黃素的安全性也是各種合成探針無(wú)法相比的。這種分析方法符合綠色化學(xué)理念。另外，核黃素還具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、水溶性等優(yōu)點(diǎn)。
詳細(xì)介紹：
熒光檢測(cè)是近年來(lái)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的檢測(cè)方法，在高靈敏選擇性檢測(cè)，特別是生物原位示蹤檢測(cè)方面發(fā)揮了巨大作用。金屬離子在生命、環(huán)境等系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。汞是其中毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一，對(duì)環(huán)境和人體健康有很大危害。因此，研究Hg(Ⅱ)與重要生物活性物質(zhì)的相互作用、建立新的Hg(Ⅱ)檢測(cè)方法，對(duì)于生物、化學(xué)、環(huán)境及醫(yī)學(xué)等都有著特殊意義。 Hg(Ⅱ)與DNA的相互作用早就引起了人們的重視。近期的研究發(fā)現(xiàn)核酸中的堿基胸腺嘧啶(T)與金屬離子中的Hg(Ⅱ)有很強(qiáng)的選擇性相互作用，可誘導(dǎo)形成T-HgII-T錯(cuò)配堿基對(duì)。朱道本等人曾利用T與Hg(Ⅱ)的結(jié)合特性，以T為識(shí)別基團(tuán)、芘為熒光基團(tuán)設(shè)計(jì)合成了Hg(Ⅱ)熒光分子探針。Zang等人也以T為識(shí)別基團(tuán)合成了對(duì)Hg(Ⅱ)具有良好效果的熒光分子探針。熒光分子探針檢測(cè)金屬離子的優(yōu)點(diǎn)已被公認(rèn)，但在過(guò)渡及重金屬離子熒光分子探針?lè)矫孢€有些問(wèn)題有待解決。因此，相關(guān)探針的設(shè)計(jì)、合成和應(yīng)用成為了分子識(shí)別領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)室在這方面也做了一些研究工作。 本研究工作利用熒光光譜法研究了水溶液中Hg(Ⅱ)與核黃素有較強(qiáng)的選擇性結(jié)合能力，發(fā)現(xiàn)在常見(jiàn)金屬離子中核黃素單一選擇性與Hg(Ⅱ)結(jié)合，并使核黃素?zé)晒忖纭g(Ⅱ)的加入使核黃素?zé)晒鈮勖鼜?.78 ns降低為4.19 ns，熒光猝滅常數(shù)為1.40×10(4) L/mol。Hg(Ⅱ)與核黃素形成1:1型絡(luò)合物，表觀結(jié)合常數(shù)為2.89×10(5) L/mol。基于上述選擇性結(jié)合的熒光猝滅作用，建立了一種新的Hg(Ⅱ)熒光檢測(cè)方法，該方法的檢測(cè)線性范圍為1.0×10(-9)- 8.0×10(-6) mol/L，檢出限為1.0×10(-9) mol/L；用于合成樣中Hg(Ⅱ)的檢測(cè)，效果較好。 利用天然熒光有機(jī)物做Hg(Ⅱ)熒光分子探針是一項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性研究工作。不僅避免了目前Hg(Ⅱ)熒光分子探針?lè)爆嵉挠袡C(jī)合成，而且核黃素的安全性也是各種合成探針無(wú)法相比的。這種分析方法符合綠色化學(xué)理念。另外，核黃素還具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、水溶性等優(yōu)點(diǎn)。相信該方法將成為一種廣泛應(yīng)用的Hg(Ⅱ)熒光檢測(cè)方法。

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  • 核黃素與Hg(Ⅱ)的相互作用及其熒光識(shí)別研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

金屬離子在生命、環(huán)境等系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。汞是其中毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一，對(duì)環(huán)境和人體健康有很大危害。因此，研究Hg(Ⅱ)與重要生物活性物質(zhì)的相互作用、建立新的Hg(Ⅱ)檢測(cè)方法，對(duì)于生物、化學(xué)、環(huán)境及醫(yī)學(xué)等都有著特殊意義。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

Hg(Ⅱ)與DNA及蛋白質(zhì)的相互作用已被廣泛研究，為其毒理學(xué)和病理學(xué)研究提供了基礎(chǔ)信息。而Hg(Ⅱ)熒光分子探針的設(shè)計(jì)、合成是一項(xiàng)具有較高難度的研究工作。本研究發(fā)現(xiàn)Hg(Ⅱ)與核黃素具有較強(qiáng)的結(jié)合能力，可單一選擇性熒光猝滅識(shí)別Hg(Ⅱ)，這為Hg(Ⅱ)毒理學(xué)研究提供了新信息，并由此建立了一種新的Hg(Ⅱ)熒光檢測(cè)方法。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

發(fā)現(xiàn)核黃素是一種水溶性、廉價(jià)、安全、天然的Hg(Ⅱ)熒光分子探針，在常見(jiàn)金屬離子中單一選擇性熒光猝滅識(shí)別Hg(Ⅱ)。有希望建立一種可廣泛使用的新Hg(Ⅱ)檢測(cè)方法；為Hg(Ⅱ)毒理學(xué)研究提供了新的信息。

學(xué)術(shù)論文摘要

利用熒光光譜法研究了水溶液中核黃素與Hg(Ⅱ)的相互作用，發(fā)現(xiàn)在常見(jiàn)金屬離子中核黃素單一選擇性與Hg(Ⅱ)結(jié)合，并使核黃素?zé)晒忖?。Hg(Ⅱ)使核黃素?zé)晒鈮勖鼜?.78 ns降低為4.19 ns，熒光猝滅常數(shù)為1.40×10(4) L/mol。Hg(Ⅱ)與核黃素形成1:1型絡(luò)合物，表觀結(jié)合常數(shù)為2.89×10(5) L/mol?；谏鲜鲞x擇性結(jié)合的熒光猝滅作用，建立了一種新的Hg(Ⅱ)熒光檢測(cè)方法，該方法的檢測(cè)線性范圍為1.0×10(-9)- 8.0×10(-6) mol/L，檢出限為1.0×10(-9) mol/L；用于合成樣中Hg(Ⅱ)的檢測(cè)，效果較好。

獲獎(jiǎng)情況

曾于2008年12月在本校榮獲第八屆大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

1 de Silva, A. P.; Gunaratne, H. Q. N.; Gunnlaugsson, T. et al. Chem. Rev. 1997, 97, 1515-1566. 2 Callan, J. F.; de Silva, A. P.; Magri, D. C. Tetrahedron 2005, 61, 8551-8588. 3 Que, E. L.; Domaille, D. W.; Chang, C. J. Chem. Rev. 2008, 108, 1517-1549. 4 Nolan, E. M.; Lippard, S. J. Chem. Rev. 2008, 108, 3443-3480. 5 Wang, Z.; Zhang, D. Q.; Zhu, D. B. Analytica Chimica Acta 2005, 549, 10-13. 6 Miyake, Y.; Togashi, H.; Tashiro, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2172-2173. 7 Forakera, A. B.; Khantwal, C. M.; Swaan, P. W. Adv. Drug. Deliver. Rev. 2003, 55, 1467-1483.

同類課題研究水平概述

金屬離子在生命、環(huán)境等系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。汞是其中毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一，對(duì)環(huán)境和人體健康有很大危害。因此，研究Hg(Ⅱ)與重要生物活性物質(zhì)的相互作用、建立新的Hg(Ⅱ)檢測(cè)方法，對(duì)于化學(xué)、環(huán)境及醫(yī)學(xué)等都有著特殊意義。 Hg(Ⅱ)與DNA的相互作用早就引起了人們的重視。近期研究發(fā)現(xiàn)[1]核酸中的堿基胸腺嘧啶(T)與Hg(Ⅱ)有很強(qiáng)的選擇性相互作用，可誘導(dǎo)形成T-HgII-T錯(cuò)配堿基對(duì)。朱道本等人[2]曾利用T與Hg(Ⅱ)的結(jié)合特性，以T為識(shí)別基團(tuán)、芘為熒光基團(tuán)設(shè)計(jì)合成了Hg(Ⅱ)熒光分子探針。熒光分子探針檢測(cè)金屬離子的優(yōu)點(diǎn)已被公認(rèn)，但在過(guò)渡及重金屬離子熒光分子探針?lè)矫孢€有些問(wèn)題有待解決[3]。因此，相關(guān)探針的設(shè)計(jì)、合成和應(yīng)用成為了分子識(shí)別領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)室在這方面也做了一些研究工作[4,5]。 本研究工作發(fā)現(xiàn)Hg(Ⅱ)與核黃素有較強(qiáng)的選擇性結(jié)合能力，為其毒理學(xué)研究提供了新信息。 研究發(fā)現(xiàn)在常見(jiàn)金屬離子中核黃素單一選擇性與Hg(Ⅱ)結(jié)合，并使其熒光猝滅。由此建立了一種新的Hg(Ⅱ)熒光檢測(cè)方法。利用天然熒光有機(jī)物做Hg(Ⅱ)熒光分子探針是一項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性研究工作。不僅避免了目前Hg(Ⅱ)熒光分子探針?lè)爆嵉挠袡C(jī)合成，而且核黃素的安全性也是各種合成探針無(wú)法相比的。這種分析方法符合綠色化學(xué)理念。此外，核黃素還具有來(lái)源廣泛、廉價(jià)、水溶性等優(yōu)點(diǎn)。相信該方法將成為一種廣泛應(yīng)用的Hg(Ⅱ)熒光檢測(cè)方法。 [1] Miyake, Y.; Togashi, H.; Tashiro, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2172-2173. [2] Wang, Z.; Zhang, D. Q.; Zhu, D. B. Analytica Chimica Acta 2005, 549, 10-13. [3] Nolan, E. M.; Lippard, S. J. Chem. Rev. 2008, 108, 3443-3480. [4] Guo, X.; Qian, X.; Jia, L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2272-2273.[5] Zhang, Y.; Guo, X.; Si, W. et al. Org. Lett. 2008, 10, 473-476.
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