双水杨醛乙二胺西佛碱铁配合物与牛血清白蛋白相互作用模式的研究大学论文.doc
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1、闽南师范大学毕业论文双水杨醛乙二胺西佛碱铁配合物与牛血清白蛋白相互作用模式的研究Research the interactation mode between ferrous - BIS salicylidene ethylenediamine and BSA姓 名: 学 号: 系 别: 化学与环境科学系 专 业: 应用化学 年 级: 10级 指导老师: 2014年1月10日I摘要双水杨醛乙二胺西佛碱和铁()-双水杨醛乙二胺西佛碱配合物(配合物1)的合成,并对配合物1进行红外表征。用荧光光谱及紫外吸收光谱方法,研究该配合物1与牛白蛋白(BSA)的相互作用。研究表明配合物1对BSA猝灭作用属于静
2、态猝灭,根据Stern-Volmer 方程, 计算了配合物1与BSA 间的结合常数Kq,用Van.t Hoff方程计算了热力学参数;乙醇和EDTA为探针以及透析法推测了配合物1-BSA复合物透析过程中生成新的物质。关键词:双水杨醛乙二胺西佛碱;亚铁离子;荧光光谱;牛血清白蛋白;EDTAAbstractThe Synthesis of BIS salicylidene ethylenediamine Schiff base and Fe() - BIS salicylidene ethylenediamine Schiff base .And the structures of Fe() - B
3、IS salicylidene ethylenediamine Schiff base were confirmed by infrared. We reseached the interactation with the complexes and BSA by UV and molecular fluorescence analysis .The study shows that the quenching effect on BSA belongs to static quenching.We calculated the binding constant Kq of the compl
4、exes and BSA according to the Stern - Volmer equation and calculate the thermodynamic parameters with the Van. T Hoff equation.We used Ethanol and EDTA as probe to speculate the new substances from the dialysis process .Key words: BIS salicylidene ethylenediamine Schiff Base; Fe(); fluorescence spec
5、trum;BSA;EDTA目 录中文摘要I英文摘要I前言11 实验部分11.1仪器与试剂11.2 亚铁双水杨醛乙二胺西佛碱配合物(配合物1)的合成11.3 配合物1与牛血清白蛋白(BSA)相互作用荧光测定21.3.1 配合物1与BSA相互作用常温荧光测定21.3.2配合物1与BSA相互作用变温荧光测定21.3.3配合物1与BSA相互作用同步荧光测定21.4 配合物1与BSA相互作用紫外测定21.5 EDTA对配合物1-BSA复合物的相互作用的影响测定21.5.1 EDTA对配合物1-BSA复合物的作用紫外测定21.5.2 双水杨醛乙二胺西佛碱与BSA相互作用的荧光测定31.5.3 EDTA对配
6、合物1-BSA复合物的作用荧光测定31.5.4 Fe(edta)配合物对双水杨醛乙二胺西佛碱-BSA复合物的作用荧光测定31.6 乙醇对配合物1-BSA复合物的作用荧光测定31.7 采用透析法对配合物1-BSA复合物的相互作用结果的测定32结果与讨论42.1亚铁双水杨醛乙二胺西佛碱配合物红外光谱表征42.2 配合物1与BSA相互作用的荧光分析42.2.1 配合物1与BSA相互作用常温荧光分析42.2.2配合物1与BSA相互作用荧光猝灭方式分析52.2.3用静态猝灭法对配合物1与BSA的相互作用进行分析62.2.4配合物1与BSA之间的作用力类型分析82.2.5配合物1与BSA相互作用同步荧光分
7、析82.3 配合物1与BSA相互作用紫外表征92.4 EDTA对配合物1-BSA复合物的相互作用的影响的分析102.4.1 EDTA对配合物1-BSA复合物的相互作用的影响的荧光分析102.4.2 EDTA对配合物1-BSA复合物的相互作用的影响的紫外分析102.5 乙醇对配合物1-BSA复合物的相互作用的影响的荧光分析122.6 配合物1与BSA相互作用模式图122.7 采用透析法对配合物1-BSA复合物的相互作用结果的分析132.7.1配合物1与BSA作用透析后产物红外光谱表征132.7.2透析法对配合物1-BSA复合物的相互作用结果的分析143结论15参考文献16致谢18前言 蛋白质是生
8、物体的重要组成部分,是生命活动的物质基础。血清白蛋白常作为一种模型蛋白质用于生物医用材料研究领域1 , 2 ,可与许多内源及外源性化合物结合起到存储与转运作用3 , 4 ,即在体内起着酸度保持、金属离子、氨基酸、脂肪酸、药物等的贮存、运载等重要的作用5,是基础科学研究中最常用的药物靶蛋白之一 6 。从不同角度研究以白蛋白为代表的蛋白质与具有生物活性小分子之间的相互作用,已成为一个非常活跃的研究课题7。牛血清白蛋白( BSA) 肽链含有582个氨基酸残基,在ex = 280 nm 时,BSA 的内源荧光主要来源于19个酪氨酸和2个色氨酸残基。酪氨酸的荧光主要通过能量转移给色氨酸而发出,2个色氨酸
9、分别位于134位和212位,其发射峰特征、能量转移及荧光寿命等指标可以对蛋白质分子中荧光生色基团的结构及其所处的微环境提供有效的信息8, 9。本文利用荧光光谱法和紫外吸收光谱法研究了铁()双水杨醛乙二胺西佛碱配合物(配合物1)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的机理;利用透析法以及乙醇、EDTA为探针推测配合物与BSA相互作用模式。1 实验部分1.1 仪器和试剂试剂:牛白蛋白(BSA) (生化试剂) 国药集团化学试剂有限公司水杨醛 (AR) 国药集团化学试剂有限公司乙二胺 (AR) 广东汕头市西陇化工厂六水合硫酸亚铁铵 (AR) 广东汕头市西陇化工厂EDTA (AR) 国药集团化学试剂有限公司乙
10、醇 (AR) 西陇化工股份有限公司仪器: LS-55 荧光分光光度计 (美国PE 公司) UV-2550紫外分光光度计 (Shimadzu公司)1.2 亚铁-双水杨醛乙二胺西佛碱配合物(1)的合成取乙二胺5.6mL和17mL水杨醛溶解于50mL甲醇中,在冷水浴中搅拌30min,静置15min,减压抽滤,用乙醇洗涤,在常温下干燥6h,得亮黄色固体粉末,再取2.5g固体用40mL乙醇重结晶、抽滤,在常温下干燥4h,得黄色晶体即为双水杨醛乙二胺西佛碱。取双水杨醛乙二胺西佛碱1.000g溶解于40mL甲醇中,再加入硫酸亚铁铵1.000g,回流1h,冷却,过滤,干燥,得淡粉色固体即为Fe()双水杨醛乙二
11、胺西佛碱配合物(配合物1)。1.3 配合物1与BSA相互作用荧光测定1.3.1 配合物1与BSA相互作用常温荧光测定称取0.048g 配合物1溶解并定容于100mL容量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液,并加入不同体积的配合物1溶液,定容。以=292nm为激发波长,记录300450nm范围的荧光光谱。1.3.2 配合物1与BSA相互作用变温荧光测定称取0.048g配合物1溶解并定容于100mL容量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)配制溶度为110-4mol/L
12、的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液,并加入不同体积的配合物1溶液,定容。将该系列溶液分别于25,30,35和40下,以=290nm为激发波长,记录300450nm范围内的荧光光谱。1.3.3 配合物1与BSA相互作用同步荧光测定称取0.049g配合物1溶解并定容于100mL容量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=7.0)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液,并加入不同体积的配合物1溶液,定容。以=292nm为激发波长,测定=15nm和=60nm时的同步荧光光谱。1.4 配合物
13、1与BSA相互作用紫外测定称取0.024g配合物1溶解并定容于100mL容量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.9)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的配合物1溶液,并加入不同体积的BSA溶液,定容。以配合物1溶液为参比液,记录200500nm范围内的紫外吸收光谱。1.5 EDTA对配合物1-BSA复合物的相互作用的影响测定1.5.1 EDTA对配合物1-BSA复合物的作用紫外测定称取0.048g配合物1溶解并定容于100mL容量瓶中,称取0.039gEDTA用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)溶解并定容于100mL容
14、量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液和3.00mL配合物1溶液,再加入不同体积的EDTA溶液,定容。以配合物1与BSA混合液为参比液,记录200500nm范围内的紫外吸收光谱。1.5.2 双水杨醛乙二胺西佛碱与BSA作用的荧光测定称取0.032g双水杨醛乙二胺西佛碱溶解并定容于100mL容量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液,并加入不同体积的双水杨醛乙二
15、胺西佛碱溶液,定容。以=280nm为激发波长,记录300450nm范围的荧光光谱。1.5.3 EDTA对配合物1- BSA复合物的相互作用的影响荧光测定称取0.048g配合物1溶解并定容于100mL容量瓶中,称取0.039gEDTA用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)溶解并定容于100mL容量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液和3.00mL配合物1溶液,再加入不同体积的EDTA溶液,定容。以=280nm为激发波长,记录300450nm范围的荧光光谱。1.5.4 Fe(
16、edta)配合物对双水杨醛乙二胺西佛碱- BSA复合物的作用荧光测定称取0.032g双水杨醛乙二胺西佛碱溶解并定容于100mL容量瓶中,称取0.016g六水合硫酸亚铁铵和0.030gEDTA配制摩尔比为2:1的Fe(edta)配合物溶液,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液和5.00mL双水杨醛乙二胺西佛碱溶液,再加入不同体积的Fe(edta)配合物溶液,定容。以=280nm为激发波长,记录300450nm范围的荧光光谱。1.6 乙醇对配合物1-BSA复合物的作用荧光测定称取0.0
17、49g配合物1溶解并定容于100mL容量瓶中,用HAc-NaAc缓冲溶液(pH=6.8)配制溶度为110-4mol/L的BSA溶液,然后于一系列10.00mL的容量瓶中加入1.00mL的BSA溶液和3.00mL配合物1溶液,再加入不同体积的乙醇溶液,定容。以=280nm为激发波长,记录300450nm范围的荧光光谱。1.7 采用透析法对配合物1-BSA复合物的相互作用影响的测定称取0.050g配合物1和0.10gBSA,加入30mL蒸馏水溶解。用透析袋透析且每隔2天换一次水,每次换水前取1mL透析袋内的原液并稀释25倍,以蒸馏水为参比,记录200500nm范围内的紫外吸收光谱。2 结果与讨论2
18、.1亚铁双水杨醛乙二胺西佛碱配合物红外光谱表征利用NicoLet360光谱仪对亚铁双水杨醛乙二胺西佛碱配合物(配合物1)进行红外光谱表征,结果如图1所示。图1 双水杨醛乙二胺西佛碱及配合物1红外光谱图a:双水杨醛乙二胺西佛碱;b:配合物1如图1所示,双水杨醛乙二胺西佛碱(曲线a)及其配合物1(曲线b)。对比曲线a和曲线b,C-C振动由1498cm-1和1610 cm-1移动至1491 cm-1和1608 cm-1,变化不明显,说明水杨醛的基本骨架未变;C-N伸缩振动由原来的1635 cm-1移动至1608 cm-1,向低波数移动了27 cm-1,说明N原子上的孤对电子可能与Fe()发生配位作用
19、;O-H在25003200cm-1出现宽而散的特征峰移动至3350cm-1左右,向高波数移动,说明O原子被Fe()离子竞争走孤对电子。由此说明,Fe()与双水杨醛乙二胺西佛碱作用生成新的配合物。2.2 配合物1与BSA相互作用的荧光表征 2.2.1 配合物1与BSA相互作用常温荧光分析固定BSA的浓度为110-4mol/L,改变配合物1的浓度,并以ex292 nm的激发波长分别激发BSA溶液及BSA与配合物1的混合溶液。然后分别记录波长为300450nm的荧光发射光谱,其荧光发射光谱的测定结果如图2所示。图2 不同浓度配合物1对BSA溶液荧光光谱的影响af:C配合物1/(10-4mol/L )
20、0,1.1,3.3,5.5,7.7,9.9当激发波长为292nm时,配合物1在300450nm范围内无荧光发射,而BSA由于其本身的色氨酸残基和络氨酸残基而产生内源荧光10。因此,固定BSA的浓度不变,依次加入不同浓度配合物1,随着配合物浓度的逐渐增加,BSA在350nm附近的荧光发射峰强度有规律的减弱,其结果如图2所示,该特征的出现初步表明配合物1与BSA发生了一定程度的作用。2.2.2 配合物1与BSA相互作用荧光猝灭方式分析荧光猝灭是猝灭剂与荧光体激发态分子之间的相互作用的结果,猝灭过程通常有动态和静态猝灭之分,它们均遵从Stern-Volmer方程:F0/F=1+kq0CQ=1+ ks
21、v CQ式中,F0和F分别为未加入猝灭剂时BSA的相对荧光强度;kq为双分子猝灭过程的速率常数;0为无猝灭剂存在时荧光分子的平均寿命,通常取值10-8s11;ksv 为Stern-Volmer猝灭常数,是双分子猝灭速率常数与单分子衰变速率常数的比率;CQ为猝灭剂的摩尔浓度12, 13。而区分动态猝灭与静态猝灭的主要依据之一是:动态猝灭主要依赖于分子的扩散,增加温度导致扩散速度加快,猝灭常数将随着温度的升高而增大;而静态催灭,温度升高,将导致配合物的稳定性降低,静态猝灭常数的值将随着温度的升高而减小。因此,根据Stern-Volmer方程,取BSA与配合物1的混合体系在不同温度时荧光发射光谱的3
22、50nm处的相对荧光强度为F,以(F0/F-1)与所加入的配合物1浓度c0作图,得到牛血清蛋白的Stern-Volmer猝灭曲线,其结果如图3所示;由Stern-Volmer方程求的猝灭速率常数如表1所示。图3 配合物1-BSA在不同温度时Stern-Volmer曲线表1 配合物1-BSA在不同温度的Stern-Volmer常数T/KKsv/(Lmol-1)Kq/( Lmol-1s-1)R22982.321042.3210120.9963032.301042.3010120.9973082.231042.2310120.9983132.131042.1310120.995由图3可以看出,在不同
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