镍配合物的合成、DNA切割及细胞活性的研究

高夏南

沈阳科技学院

镍配合物的合成、DNA切割及细胞活性的研究

高夏南

沈阳科技学院

为了研究金属与DNA的作用机制，在室温条件下，合成了配合物Ni（L）（H2O）4（其中L为吡啶-2,6-二羧酸），并应用红外、元素分析手段对配合物的进行分析，表征证实合成的就是目标配合物。通过凝胶电泳法测定了配合物对pBR322质粒DNA的切割能力，并利用体外筛选法检测配合物对人宫颈癌细胞（HeLa）的抑制活性，结果表明该配合物对HeLa细胞具有一定的抑制能力。

Ni（II）配合物；DNA切割；细胞活性

铂类药物是临床治疗肿瘤应用较多的抗癌药物，但是因为铂类配合物有严重的毒副作用，使其在临床上的应用受到限制[1-2]。为了克服铂类药物的缺点，专家学者在金属配合物抗癌活性方面的研究做了卓有成效的工作，金属配位物作为一种新型的分子材料,以其奇特的可剪裁性构造、富厚的拓扑结构和在离子互换、分子识别等领域的巨大潜在应用而受到广泛的关注,成为当前配位化学研究热门之一，过渡金属中镍的配合物同样具有重要的作用，由于金属镍能与羧基以多种配位方式组合成多种多样的不同类型的配位聚合物，因此常被选用，Ni2+离子较易与含N、O这样的配位原子形成配合物[3]，以发明新药物为契机来进行镍（Ⅱ）配合物的合成时，不仅期待产物在高活性方面的质量，更要关注对药物原理的理学研究所带来的启迪，以生物活性、药理学研究作为指导。

含羧基的配体是目前科研方面常用的有机配体，通常因为它可以形成结构新式的配合物，且具有极为不错的弹性。其分子间的弱相互功能，对配合物结构的稳定性会起到更为加固的作用。对于芳香族羧酸的研究，以多样的取代方向，加之其所具有的极为丰富的连接方式，这些特性可以增加配合物进入细胞的能力，因此易被大家采纳。

综上，文章以镍为中心离子，吡啶-2,6-二羧酸作为配体，合成了配合物Ni（L）（H2O）4，通过凝胶电泳法证明配合物对PBR322质粒DNA存在切割能力，并研究了配合物对宫颈癌细胞的抑制能力。

1.配合物的制备与表征

配合物Ni（L）（H2O）4制备：把1mol的硝酸镍溶解于15ML的蒸馏水中，并与1mol/L的吡啶-2,6-二羧酸溶液混合，调节PH至6.5。搅拌4小时后，静置，获得绿色沉淀，沉淀过滤后，用水清洗并干燥。红外光谱分析结果为：（cm-1,s,强峰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）。元素分析结果为（测定）：C,28.47（28.68）；H,3.73（3.50）；N,4.75（5.29）。

2.配合物对PBR322质粒DNA的切割作用

凝胶电泳技术是研究金属配合物对DNA发生切割作用的重要实验技术，在外电场的作用下，DNA分子向正极移动，分子量越小的DNA在凝胶中迁移率越大，由于共价闭环形超螺旋带（Form I）的结构连接紧密，在电场的作用下迁移速率最快，电泳时跑在最前面，而开环缺刻形的（Form II）结构松散，跑在后面[4]。实验中，可以通过质粒DNA位置的变化了解配合物与DNA作用的特点。

图1 配合物对pBR322质粒DNA的切割电泳图

配合物对质粒DNA发生切割作用的实验成果如图1。加样顺序为1到3，配合物的浓度逐渐增加，标号0为纯的DNA的电泳图像，从图中得出，当配合物浓度低时，DNA氧化不完全，随着配合物浓度的增加FormⅠ会逐渐氧化成FormⅡ。

3.配合物的抗肿瘤活性

本文研究了金属镍配合物对人宫颈癌细胞的体外细胞活性测试。三天后半数致死率（IC50）值见下表，并给出顺铂的数值作为对比。由表1数据可看出，该配合物显示出了抑制活性，初步表明金属镍与芳环羧酸的结合有利于发挥其潜在的协调效应，而金属离子自身的特有功效同样起着重要的作用，另一方面，统计了两天后的细胞存活情况（如图2）,结果表明细胞存活率与半数致死率的结果一致。

表1 配合物对人宫颈癌细胞的抑制活性值

图2 配合物对人宫颈癌癌细胞作用的细胞存活率

4.结论

（1）采取溶剂挥发法合成了Ni（L）（H2O）4（其中L为吡啶-2, 6-二羧酸）。

（2）通过红外光谱及元素分析手段对配合物进行了表征，确定合成的既是目标物。

（3）电泳实验显示，配合物对PBR322质粒DNA具有切割能力,且切割能力跟着配合物浓度的增加的而增强。

（4）抗肿瘤实验结果表明配合物能对人宫颈癌细胞显示出抑制活性。

[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]计亮年等.生物无机化学导论（第二版）[M].中山大学出版社,2001,1-27.

[3]姜丽丽，姚泉，闫合立，高恩军.配合物锰-乙二酸-2,2'-联吡啶的结构及其对DNA的切割作用研究[J].沈阳化工大学学报，2013，27（2）：97-100.

[4]高夏南.镍-2,2ˊ-联吡啶-4,4ˊ二羧酸配合物的结构及其生物活性研究[J].沈阳化工大学学报，2013，27（4）：292-296.

高夏南（1986-），女，汉族，辽宁沈阳市人，讲师，理学硕士，单位：沈阳科技学院，研究方向：无机生物化学。