新型铈苦味酸配合物表现和白蛋白的相互作用分析

李春玲，梁明慧 ，王 娜，仇晓阳



新型铈苦味酸配合物表现和白蛋白的相互作用分析

李春玲1，梁明慧1，王 娜1，仇晓阳2

（1. 商丘医学高等专科学校 公共学科部化学教研室，河南 商丘476000； 2. 商丘师范学院 化学化工学院，河南 商丘 476000)

分析了新型铈苦味酸配合物表现和白蛋白的相互作用分析。采用元素分析、红外光谱法、荧光光谱法、三维荧光光谱法、同步荧光光谱等，以分析配合物构成物质。结果表明配合物对3种白蛋白形成的荧光猝灭是静态猝灭，猝灭强弱依次如下：HAS（人血清白蛋白）＞ BSA （牛血清白蛋白）＞ VOA（鸡蛋清白蛋白）。通过计算分析了不同温度状态下配合物和3种白蛋白间结合的主要形式是依赖静电作用力。

稀土配合物; 荧光猝灭; 白蛋白

稀土化合物的药理作用突出，融合了抗肿瘤和抗动脉硬等多种特效。大量的稀土化合物可以直接当作药物使用，酰胺型化合物自身特征显著，如抗变态和抗惊厥等反应，在生物医药领域的应用很热。所以，酰胺型稀土配合物自诞生以来，就体现了二者的协同效应和特有性能，逐渐受到目前一些科研学科领域，如超分子化学领域和稀土配位化学领域的重视，成为热门研究课题。在细胞营养中，白蛋白作用巨大，保护细胞蛋白质，其中，将近1/3 白蛋白在肝脏合成下产生。另外，白蛋白还输送部分蛋白质材料，供应所需细胞，有效发挥药理作用，搭建了重要的载体支撑。所以，对小分子与白蛋白间的药理活性作用，意义很大，利于分析和研究药物代谢与运输过程，也有助于更好地解释药物分子设计和研究药物作用机制等[1]。文章介绍了新型合成物-二苯胺酰乙氧基萘，探究该物质和铈苦味酸盐的结合，此外，采用荧光光谱法，将合成物及配合物放置在pH = 7.30的Tris － HCl缓冲溶液中，分析配合物和 HSA、BSA和VOA的相互作用。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

实验试剂使用了一些市场生产试剂：“如牛血清白蛋白（BSA）和人血清白蛋白（HAS），使用pH = 7.30的Tris-HCl缓冲溶液配制，为了保持一定的离子强度，使用5 mmol·L－1pH = 7.30的Tris-HCl缓冲溶液，放置在4 ℃保存，作为备用；剩下的试剂都属于分析纯试剂，使用之前并没有进行任何处理；实验应用了众多的实验器材，如，F-4600型荧光光谱仪（日立）和ElementarVario EL型元素分析仪（德国）等[2]。”

1.2 合成稀土配合物

配体在二苯胺酰乙氧基萘合成下生成：配体原料，白色粉末状固体，熔点在187～188 ℃，维持80%产出效率等，Ce（Ⅲ）配合物合成，把0.2 mmol配体放置5 mL氯仿中进行溶解，放置在温室环境中作搅拌处理，缓慢填入适量铈苦味酸盐和无水乙醇，持续时间4 h，黄色沉淀析出，搅拌，离心，分离，接着相应用到了微量的无水乙醇洗涤和氯仿，为了更好地将清液分析出来，放置在真空环境中进行干燥处理，生成了黄色粉末配合物。

1.3 探究配合物和白蛋白作用下的荧光光谱

在室温状态下：朝样品池填入（HSA/BSA/VOA，=1×10－5mol·L－1）的3 mL白蛋白溶液，依据ex=280 nm，对溶液表现出的荧光光谱做记录分析，接着逐次填入（5μL）的1.0×10－4mol·L－1配合物溶液，混合后保持均匀，在静止状态下放置2min，对填入的Ce（Ⅲ）配合物生成的混合体系，进行荧光光谱测定处理，保持Δ=60 nm或者 Δ=15 nm不变，填入Ce（Ⅲ）配合物，形成了混合体系，做同步荧光光谱处理，用三维荧光光谱作扫描处理[2]。

2 结果和讨论

2.1 探析配合物

Ce(Ⅲ)配合物的生成物：黄色粉末装固体，82%的产出效率；对元素进行分析，通过计算，得出元素所占百分比，其中 Ce: 6.71%(6.70%)和C: 52.61% (52.62%) 等，元素分析值和组成:和［Ce( pic)3L2］大体相符；在满足实验条件的基础上，通过测量，得出配合物溶解在(1×10－4mol·L－1)的DMF溶液中生成63 S·cm2·mol－1的摩尔电导值，是非电解质的一种畴；配合物在DMSO与DM F溶解度大，可溶于乙酸乙酯与乙腈溶液，微溶于氯仿与乙醇，和石油醚、正己烷不相溶[2]。

2.2 热分析

为探究配合物进行了热重，将研究条件控制如下：流速为100 mL / min和升温速率10 ℃/min等，在303 ℃以下，铈配合物无出现热现象与失重现象，这说明，配合物无结晶水及配位，当水升温达到303 ℃上下，配合物的分解才真正开始，当温度处在316 ℃时，结果出现突出的放热峰，TG曲线出现了连续性失重，因为配体与苦味酸的热分解，结果产生了Ce2O3，理论残重率应是8.23%，但结果显示为8.53%。总之，铈苦味酸盐和配体产生了型配合1∶ 2(M∶L)，在2个配体中，C= O基O原子4个，在苦味酸根中，3个O，这些O原子和NO2中3个基O通过双齿形式实现配位，10个铈离子配位。

从图7算法复杂度对比图可以看出,传统HOG+SVM检测动物时,每帧视频的处理时间在570 ms左右,本文的处理时间在60 ms左右,速度提高了8.5倍,传统HOG+SVM检测越界人,每帧视频的检测时间在3 360 ms左右,相比之下我们的算法检测时间仅在60 ms左右,检测速度提高了大约55倍。检测速度的提高得益于混合高斯背景建模提取运动目标,减少了计算背景的时间。

图1 Ce(Ⅲ)配合物形成的TG-DSC曲线图像

2.3 配合物的红外光谱分析

红外光谱分析：“ν(C = O) (1 687 cm－1)的配合物，在振动作用下，向低频产生75 cm－1位移，这表明，配体中C = O的O和稀土离子发生配位，振动降低了C = O中的电子云浓度，减弱了振动频率；然而，ν(C－O－C) (1 117 cm－1)的配体变化较小，这表明，醚中O并未发生配位；另外，处在配合物中的ν(C－O)(1 265 cm－1)的苦味酸根出现了5 cm－1的蓝移，其中，νs(1 342 cm－1)与νas (1 555 cm－1) 的NO2基都出现了裂分，产生双重峰，从中可以得出，苦味酸根以双齿形式、稀土离子进行配位[2]。”

2.4 猝灭原理

药物分子作用下的白蛋白荧的猝灭为动态猝灭或静态猝灭，动态猝灭符合Stern－Volmer方程中的0/= 1 +q0［］=1 + KSV［］，依据0/给［］图像的直线斜率（KSV）配合物Ce(Ⅲ)作用下的白蛋白荧光的动态猝灭常数，不同运动状态下双分子猝灭速率-q值；此外，0与：添加配合物前添加配合物后白蛋白的吸光度，［］：在混合体系内，配合物浓度大小，当没有猝灭剂，用0表示荧光分子平均寿命[3]。

配合物Ce(Ⅲ)施加给3种白蛋白的荧光猝灭全都是静态猝灭；研究配合物Ce(Ⅲ) 过程，其中涉及了有关系数、猝灭过程和常数等，这说明，配合物Ce(Ⅲ) 施加给3种白蛋白的q值远远大于不同种类的猝灭剂施加给生物大分子的最大化扩 散碰撞猝灭常数，从而得出，配合物Ce(Ⅲ)作用给3种白蛋白的荧光猝灭都是在生成复合物下产生的静态猝灭。

图2 配合物作用给HSA、BSA和VOA猝灭生成Stern-Volme图像

Fig.2 Stern-Volme image of HSA and BSA and VOA quenching by the complex

2.5 荧光猝灭光谱

加强酪氨酸残基荧光强度；蓝移出色氨酸残基波长;温度在37 ℃时和与20 ℃时，产生了相同的各白蛋白的荧光猝灭光谱，没有改变最大荧光发射峰位置，这说明，温度变化下，各白蛋白的构象不随之变化，所以，在测定温度中，无需担心各白蛋白构象产生的变化。

图3 配合物施加给 HSA、BSA和VOA 荧光光谱的作用图像

2.6 配合物和白蛋白的结合

在临床应用需求基础上,出现了研究载体白蛋白的修饰和改性的文献[3]。蛋白质和酶在日常生活和疾病防治等起到了重要作用,提取分离法成为获取这种物质的关键手段[4]。白蛋白结合为范德华力、疏静电引力和水作用力等，各药物分子和白蛋白结合方式不同，生成的力也不同。当温度条件差别不大时，Δ可以看成常数，借助下述热力学公式，获得相关参数：ln(2/1) = Δ/(1/1－ 1/2) ，Δ= －ln= Δ－Δ，通过对两个公式的计算，获得不同温度条件下配合物和3种白蛋白相互作用下生成的Δ、Δ和Δ，其中，Δ＜ 0，说明，配合物和3种白蛋白之间为自动结合；Δ＜0，Δ＞ 0，这说明，配合物Ce(Ⅲ)和3种白蛋白三者之间的作用力均为静电引力，配合物和 HSA、BSA 、 VOA 共同作用下生成了同步荧光光谱；研究结果得出，添加配合物Ce(Ⅲ)后，产生改变的只是BSA 构象，然而，VOA与HAS构象无变化[2]。

2.7 配合物、白蛋白的结合位点数与结合常数

处在静态猝灭作用环境中，白蛋白分子荧光强度满足配合物浓度中 Scatchard 方程的要求-lg［(0－)/］= lgA+lg［］，依照 lg［(0－)/］，绘制lg［］得出图像为一直线，通过直线截距与斜率获得不同温度状态下配合物和白蛋白具有的结合位点数和结合常数A；配合物与所有蛋白质的A都在105数量级，说明，配合物Ce(Ⅲ)和3种白蛋白之间的结合非常牢固，此外，随着A增大，配合物和白蛋白作用越来越强烈，从数据可以得到配合物Ce(Ⅲ)和3种白蛋白作用下，产生的强度大小，HSA ＞ BSA ＞ VOA；结合位点数趋向1，表明，实验环境中配合物Ce(Ⅲ)和3种白蛋白都通过1∶1相互结合生成了复合物[2]。

3 结 论

苦味酸铕配合物和BSA产生配比为1∶1型无荧光复合物Eu(pic)3L-BSA,是一种静态猝灭, 作用力为氢键与范德华力，1个结合位点数[5]。稀土元素和其配合物具有药物活性功效，如抗凝血、抗菌、消炎等[6]。把2，7－二羟基萘作为骨架，通过合成生成了一种新的物质，酰胺型开链冠醚、铈苦味酸盐的配合物。使用荧光光谱探究目标配合物的发光性能，研究结果获得：目标配合物均发射强度不同的中心离子，此外，中心离子具有不对称中心[7，8]。研究其结构特性发现:铈苦味酸盐和配体生成了配合物1∶2( M∶L)，此外，在配体上面，仅有C = O键中的O原子和铈离子相互作用，产生了配位，苦味酸根参与配位形式都是双齿，10铈离子配位；当缓冲液Tris－HCl， pH =7.30 时，使用荧光法，分析了配合物Ce(Ⅲ)对3种白蛋白的施加作用；配合物Ce(Ⅲ)作用给3种白蛋白的荧光猝灭均因生成复合物产生静态猝灭，配合物和 3 种白蛋白相互作用，借助静电引力，生成了复合物；此外，配合物Ce(Ⅲ)作用下的 HSA、BSA 和 VOA 都生成了构象，这也表明，该配合物在一定程度上符合促凝血、抗病毒和抗菌活性药物的需求[2]。”

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［3］ Gao Xu, Yujiang, Ma Yujie, et al. Study on the interaction between bovine serum albumin and La (III)[J]. rare earth, 2012,33 (5): 7-10.

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［5］宋盼，杨水兰，刘伟，杨天林.N,N',N″-三(亚磷酸三乙酯)缩甲膦酸亚氨二乙酸及苦味酸铕配合物的合成及其与BSA相互作用的研究[J].化学试剂，2015（06）：487-494.

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Analysis on Performance of a Novel Cerium Picorate Complex and Its Interaction With Albumin

LI Chun-ling1，LIANG Ming-hui1，WANG Na1，QIU Xiao-yang2

（1. Department of Chemisty of Commen subjects department, Shangqiu medical college，Shangqiu Henan 476000,China;2. Shangqiu Teachers College,Chemistry and Chemical Engineering, Shangqiu Henan 476000,China)

Performance of a novel cerium picorate complex and its interaction with albumin were analyzed. Structure and composition of the complex were investigated by elemental analysis, infrared spectroscopy, fluorescence spectrometry, 3D fluorescence spectroscopy, synchronous fluorescence spectroscopy and other research methods. The results show that fluorescence quenching of three kinds of albumin by the complex is static quenching, quenching intensity in turn is as follows: HAS (human serum albumin) > BSA (bovine serum albumin) > VOA (egg white protein). The main form of combination between three kinds of albumin with the complex is dependent on the electrostatic force.

Rare earth complexes; Fluorescence quenching; Albumin

TQ 028

A

1671-0460（2016）06-1156-04

商丘市科技公关项目，项目号：141055。

2016-05-17

李春玲（1980-），女，河南商丘人，讲师，2004年毕业于商丘师范学院化学专业，主要从事医用化学分析。Email:hnlcl07911@163.com。