新型_取代阳离子卟啉光敏剂合成及其与DNA相互作用[1]

2010年第68卷化学学报V ol. 68, 2010第11期, 1070～1076 ACTA CHIMICA SINICA No. 11, 1070～1076

* E-mail: huangqim@https://www.360docs.net/doc/9f14897193.html,

Received September 25, 2009; revised January 3, 2010; accepted January 26, 2010.

国家自然科学基金(No. 20471045)、湖北省自然科学基金青年杰出人才项目(No. 2008CDB072)和湖北省高等学校优秀中青年团队计划(2008)资助项目.

No. 11

黄齐茂等: 新型β-取代阳离子卟啉光敏剂合成及其与DNA 相互作用

1071

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Reflex III 型MALDI-TOF 质谱仪(德国Bruker 公司); Perkin-Elmer204B 元素分析仪; Varian-Mercury 300超导核磁共振仪; Shimadzu FTIR-8100 红外光谱仪; Shima-dzu UV-2450紫外-可见分光光度计; 高压汞灯为西安教学仪器厂定制, 波长范围: 450～800 nm, 50 W; DYY-8B 稳流稳压电泳仪; Lourmat Bio Print-1000 凝胶成像分析系统(法国Vilber 公司).

所有化学试剂均用标准方法纯化. 柱层析硅胶由青

岛海洋化工厂生产, 粒度为200～300目. 三羟甲基氨基甲烷(Tris-base), 琼脂糖, pBR322质粒DNA(日本TOYOBO 公司), 小牛胸腺DNA, 溴酚蓝, 溴化乙锭(EB)购于华美公司. 1.2 合成

原料2-硝基-5,10,15,20-四苯基卟啉及其铜(II), 镍(II)配合物1～3的合成参考文献[17]. 鉴于文献[18]报道4～7的合成方法产率较低, 对其方法和路线有所改进, 原料1～7表征数据与文献一致. 新型β-取代阳离子卟啉光敏剂12～15合成路线见

Scheme 1.

图式1 β-阳离子卟啉合成路线

Scheme 1 Synthesis routes of β-cationic porphyrin

1072化学学报V ol. 68, 2010

1.2.1 2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉铜(4)的合成

称取2-硝基-5,10,15,20-四苯基卟啉铜(1)200 mg和2-萘酚10 mg于100 mL三口烧瓶中, 在通干燥氮气情况下反复抽气以除去体系中的氧气. 加入50 mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF), 10 mg NaOH, 继续通氮气保护, 80 ℃电磁搅拌反应3 h, 反应过程中用TLC[硅胶G作固定相, 环己烷和氯仿混合溶液(V/V＝1/1)为展开剂]监测, 反应完毕停止加热, 冷却至室温, 反应液倒入200 mL蒸馏水中, 用氯仿和乙酸乙酯混合液(V/V＝1/1)萃取至水层无色. 水洗多次, 有机相以无水Na2SO4干燥, 浓缩, 用硅胶(200～300目)作固定相, 环己烷和氯仿混合溶剂(V/V＝1/1)作淋洗剂, 进行柱层析分离, 收集第三色带, 浓缩至饱和, 加入热甲醇重结晶. 得紫色晶体2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉铜(4) 185 mg, 产率81%; m.p. 249～253 ℃ (lit.[18] m.p. 248～253 ℃).

1.2.2 2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉镍(5)的合成

称取2-硝基-5,10,15,20-四苯基卟啉镍(2)200 mg, 其它操作同上, 得紫色晶体2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉镍(5) 172 mg, 产率76%; m.p. 239～244 ℃(lit.[18] m.p. 240～244 ℃).

1.2.3 2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉(6)的合成

称取2-硝基-5,10,15,20-四苯基卟啉(3) 200 mg, 其它操作同上, 得紫色晶体2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉(6) 163 mg, 产率71%; m.p. 236～240 ℃ (lit.[18] m.p. 236～240 ℃).

1.2.4 2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉锌(7)的合成

称取2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉(6) 200 mg于100 mL的三口瓶中, 加入50 mL的无水氯仿电磁搅拌, 再加入20 mL溶有100 mg乙酸锌的无水甲醇溶液, 室温下反应2 h, 反应过程中用TLC[硅胶G作固定相, 环己烷和氯仿混合溶液(V/V＝1/1)为展开剂]监测, 反应完毕后, 反应液倒入200 mL蒸馏水中, 用氯仿萃取至水层无色. 水洗多次, 有机相以无水Na2SO4干燥, 浓缩, 用硅胶(200～300目)作固定相, 环己烷和氯仿混合溶剂(V/V＝1/1)作淋洗剂, 进行柱层析分离, 收集主色带, 浓缩至饱和, 加入热甲醇重结晶, 得紫色晶体2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉锌(7) 207 mg, 产率96%; m.p. 236～239 ℃ (lit.[18] m.p. 236～240 ℃).

1.2.5 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉铜(8)的合成

称取100 mg的2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉铜(4)于100 mL三口烧瓶中, 加入50 mL无水DMF, 电磁搅拌至完全溶解, 加入1.5 g刚焙烧过的无水碳酸钾和0.5 mL的1,6-二溴己烷, 于室温下反应2 h, 反应过程中用TLC[硅胶G作固定相, 环己烷和氯仿混合溶液(V/V＝1/1)为展开剂]监测, 反应完毕后, 水洗多次, 用氯仿萃取至水层无色. 有机相用无水CaCl2干燥, 浓缩, 用硅胶(200～300目)作固定相, 环己烷和氯仿混合溶液(V/V＝1/1)作淋洗剂, 进行柱层析分离, 收集第一色带, 浓缩至饱和, 加入热甲醇重结晶, 得紫色晶体2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉铜(8) 106 mg, 产率88%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3) λmax: 416, 541 nm; IR (KBr) ν: 3052, 3020 (ArC—H), 1593 (Ar), 1339 (C—H), 1069 (C—O—C), 1004 (N—Cu), 747, 699, 676 (CH2) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 981. Anal. calcd for C60H45N4CuBrO: C 73.42, H 4.62, N 5.71; found C 73.57,

H 4.59, N 5.77.

1.2.6 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉镍(9)的合成

称取100 mg的2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉镍(5)于100 mL三口烧瓶中, 其他操作同上, 得紫色晶体2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉镍(9) 103 mg, 产率85%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3) λmax: 419, 531 nm; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ: 8.76～8.60 (m, 7H, pyrrole-H), 8.04～7.98 (m, 6H, 5,10,15-H o), 7.70～7.60 (m, 14H, 5,10,15,20-H m,p, 20-H o), 7.36～6.88 (m, 6H, 2-3'4'5'6'7'8'-H), 3.86～3.80 (m, 4H, α-H), 2.57～2.56 (m, 4H, β-H), 1.42～1.35 (m, 4H, γ-H); IR (KBr) ν: 3054 (ArC—H), 1602 (Ar), 1351 (C—H), 1070 (C—O—C), 1006 (N—Ni), 747, 698 (CH2) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 976. Anal. calcd for C60H45N4NiBrO: C 73.79,

H 4.64, N 5.74; found C 73.57, H 4.59, N 5.87.

1.2.7 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉(10)的合成

称取100 mg的2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉(6)于100 mL三口烧瓶中, 其他操作同上, 得紫色晶体2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉(10) 98 mg, 产率80%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3) λmax: 420, 517 nm; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ: 8.89～8.70 (m, 7H, pyrrole-H), 8.26～8.18 (m, 6H, 5,10,15-H o), 7.86～7.65 (m, 14H, 5,10,15,20-H m,p, 20-H o), 7.37～6.82 (m, 6H, 2-3'4'5'6'7'8'-H), 3.90～3.84 (m, 4H, α-H), 2.45～2.42 (m, 4H, β-H), 1.41～1.32 (m, 4H, γ-H), －2.58 (s, 2H, NH); IR (KBr) ν: 3412（N—H）, 3062 (ArC—H), 1604 (Ar), 1355 (C—H), 1074 (C—O—C), 739, 700 (CH2) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 920. Anal. calcd for C60H47N4BrO: C 78.34, H 5.15, N 6.09; found C 78.57, H 5.19, N 6.17.

No. 11 黄齐茂等: 新型β-取代阳离子卟啉光敏剂合成及其与DNA相互作用1073

1.2.8 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉锌(11)的合成

称取100 mg的2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟

啉锌(7)于100 mL的三口烧瓶中, 其他操作同上, 得紫

色晶体2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉

锌(11) 105 mg, 产率87%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3)

λmax: 421, 548 nm; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ: 8.98～8.81 (m, 7H, pyrrole-H), 8.34～8.27 (m, 6H, 5,10,15-H o), 7.76～7.53 (m, 14H, 5,10,15,20-H m,p, 20-H o), 7.31～6.93 (m, 6H, 2-3'4'5'6'7'8'-H), 3.88～3.80 (m, 4H, α-H), 2.30～2.27 (m, 4H, β-H), 1.54～1.45 (m, 4H, γ-H); IR (KBr) ν: 3052 (ArC—H), 1633, 1595 (Ar), 1334 (C—H), 1070 (C—O—C), 1002 (N—Zn), 746, 700 (CH2) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 983. Anal. calcd for C60H45N4ZnBrO:

C 73.29, H 4.61, N 5.70; found C 73.57, H 4.59, N 5.57.

1.2.9 2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯

基卟啉铜(12)的合成

称取50 mg 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯

基卟啉铜(8)于100 mL三口烧瓶中, 加入50 mL无水氯仿, 电磁搅拌至完全溶解, 加入1.5 mL无水吡啶, 加热

回流反应48 h, 反应过程中用TLC(硅胶G作固定相, 甲

醇为展开剂)监测. 反应完毕后, 冷却至室温, 水洗多次, 用氯仿萃取至水层无色. 有机相用无水CaCl2干燥,

浓缩. 用硅胶(200～300目)作固定相, 氯仿做淋洗剂,

待洗出液呈无色时换无水甲醇做淋洗剂, 进行柱层析分离, 收集主色带, 浓缩结晶, 产品经真空干燥, 得紫色

晶体2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯

基卟啉铜(12) 42.5 mg, 收率85%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3) λmax: 418, 533 nm; IR (KBr) ν: 2930, 2832 (ArC —H), 1602 (Ar—H), 1390 (pyridine C—H), 1363 (C—H), 1112 (C—O—C), 1004 (N—Cu), 727, 697 (CH2) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 981. Anal. calcd for C65H50N5-CuO: C 79.60, H 5.14, N 7.14; found C 79.40, H 5.02, N 7.01.

1.2.10 2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四

苯基卟啉镍(13)的合成

称取50 mg 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯

基卟啉镍(9)于100 mL三口烧瓶中, 其它操作同上, 得

紫色晶体2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-

四苯基卟啉镍(13) 37.5 mg, 收率75%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3) λmax: 418, 531 nm; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ: 8.75～8.67 (m, 7H, pyrrole-H), 8.50 (s, 2H, α-pyridine-H), 7.97～7.90 (m, 8H, 5,10,15,20-H o), 7.72～7.64 (m, 12H, 5,10,15,20-H m,p), 7.43～7.41 (m, 3H, β-pyridine-H, γ-pyridine-H), 7.21～6.90 (m, 6H, 2-3'4'5'6'7'8'-H), 3.83～3.78 (m, 4H, α-H), 2.72～2.71 (m, 4H, β-H), 1.34～1.25 (m, 4H, γ-H); IR (KBr) ν: 2928, 2831 (ArC—H), 1600 (Ar—H), 1392 (pyridine C—H), 1364 (C—H), 1113 (C—O—C) 1006 (N—Ni) 727, 698 (CH2) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 976. Anal. calcd for C65H50N5NiO: C 80.00, H 5.16, N 7.18; found C 79.57, H 5.07, N 7.10.

1.2.11 2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉(14)的合成

称取50 mg 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉(10)于100 mL三口烧瓶中, 其它操作同上, 得紫色晶体2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉(14) 35 mg, 收率70%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3) λmax: 419, 532 nm; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ: 8.79～8.67 (m, 7H, pyrrole-H), 8.53 (s, 2H, α-pyridine-H), 7.91～7.83 (m, 8H, 5,10,15,20-H o), 7.70～7.66 (m, 12H, 5,10,15,20-H m,p), 7.40～7.38 (m, 3H, β-pyridine-H, γ-pyridine-H), 7.18～6.88 (m, 6H, 2-3'4'5'6'7'8'-H), 3.80～3.70 (m, 4H, α-H), 2.69～2.65 (m, 4H, β-H), 1.37～1.26 (m, 4H, γ-H), －2.56 (s, 2H, NH); IR (KBr) ν: 2927, 2832 (ArC—H), 1603 (Ar—H), 1393 (pyridine C—H), 1366 (C—H), 1114 (C—O—C), 726, 697 (CH2), 412 (N—H) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 920. Anal. calcd for C65H52- N5O: C 84.09, H 5.70, N 7.61; found C 84.00, H 5.64, N 7.50.

1.2.12 2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉锌(15)的合成

称取50 mg 2-[2-(6-溴)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉锌(11)于100 mL三口烧瓶中, 其它操作同上, 得紫色晶体2-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉锌(15) 40.5 mg, 收率81%; m.p.＞300 ℃; UV-Vis (CHCl3) λmax: 417, 534 nm; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ: 8.78～8.65 (m, 7H, pyrrole-H), 8.48 (s, 2H, α-pyridine-H), 7.93～7.80 (m, 8H, 5,10,15,20-H o), 7.69～7.62 (m, 12H, 5,10,15,20-H m,p), 7.41～7.39 (m, 3H, β-pyridine-H, γ-pyridine-H), 7.18～6.85 (m, 6H, 2-3'4'5'6'7'8'-H), 3.83～3.36 (m, 4H, α-H), 2.73～2.70 (m, 4H, β-H), 1.36～1.25 (m, 4H, γ-H); IR (KBr) ν: 2924, 2830 (ArC—H), 1601 (Ar—H), 1392 (pyridine C—H), 1363 (C—H), 1112 (C—O—C), 1004 (N—Zn), 726, 699 (CH2) cm－1; MS (MALDI-TOF) m/z: 983. Anal. calcd for C65H50N5ZnO: C 79.40, H 5.13, N 7.12; found C 79.32, H 5.02, N 7.01.

1.3 卟啉切割pBR322质粒DNA的测定

pBR322质粒DNA (1.0 μg)分别和不同浓度的新型

1074化学学报V ol. 68, 2010

β-取代阳离子卟啉光敏剂(12～15)混合使其总体积为10 μL, 对照系中将溶剂DMF替代样品溶液. 一份在37 ℃下用50 W高压汞灯光照射2.5 h(距离为20 cm), 一份迅速置于暗处, 避光2.5 h, 通过检验并对照新型β-取代阳离子卟啉光敏剂与DNA相互作用研究其光敏活性. 停止光照后加1 μL溴酚蓝, 经1%的琼脂糖凝胶电泳(37 ℃)后, 凝胶以EB染色7 min, 经清水冲洗后放入Lourmat Bio Print-1000成像系统观察结果并成像记录.

1.4 卟啉与CT DNA相互作用的紫外-可见光谱滴定

DNA储备液的制备: 实验前将1 mg的CT DNA溶于1 mL二次水中并于4 ℃放置24 h后备用.

在紫外可见光谱仪的参比池和样品池中各加入 3.0 mL Tris-HCl缓冲溶液, 再在样品池加入12 μL浓度为1 mol/L的12或13, 14, 15得到1000 μmol/L溶液. 用微量注射器每隔5 min向参比池和样品池中各加入1 μL的DNA, 使DNA与卟啉的浓度比值不断增加, 直至饱和(总加入量为10 μL). 每次加DNA前检测其在300～600 nm范围内的紫外可见吸收光谱.

2 结果与讨论

2.1 合成部分

文献[18]首先用2-萘酚与氢氧化钠无氧条件下反应制得萘酚钠, 再以萘酚为溶剂熔融状态下分别与2-硝基-5,10,15,20-四苯基卟啉及其Cu(II), Ni(II), Zn(II)配合物反应得到4～7. 萘酚钠高温下很容易被氧化为醌, 故该方法对无氧操作的要求比较高, 且产率偏低. 本文改进为在DMF溶剂中, 萘酚和NaOH分别与原料1～3在80 ℃一步反应, 操作条件相对简单, 并得到了较高产率的4～6. 原料7亦可通过该方法合成, 但因其相应原料2-硝基-5,10,15,20-四苯基卟啉锌(II)配合物硝化过程中的产率极低, 故采用6与Zn(II)配位反应间接制备. 原料4～6纯化采用环己烷和氯仿混合溶剂(V/V＝1/1)作淋洗剂柱层析分离, 第一色带为少量脱去硝基的四苯基卟啉及其金属配合物, 第二色带为少量未反应的原料2-硝基卟啉, 第三色带为主产物带, 呈鲜红色, 其熔点相对于原料有明显降低, 如原料1的熔点大于300 ℃, 而相应产物4的熔点为249～253 .

℃

2-羟基萘基卟啉4～7与1,6-二溴己烷在室温下即可发生反应, 柱层析分离时产物的R f值明显比2-羟基萘基卟啉的大, 说明羟基转化为醚键后与硅胶的相互作用减小. 该反应没有相应双卟啉生成, 但相同条件下1-羟基萘基卟啉与1,6-二溴己烷反应直接生成双卟啉[7], 这可能是由于两者羟基的空间位阻不同所致, 具体有待进一步深入研究.

最终产物12～15的极性明显增强, 亲水性得到改善, 如原料4～11溶于氯仿, 微溶于强极性的甲醇, 而12～15溶于甲醇微溶于氯仿, 可利用该性质使用重结晶或快速柱层析方法纯化产品, 即柱层析操作时先用氯仿淋洗原料, 再改用甲醇淋洗剂将产品洗脱.

2.2 卟啉切割pBR322质粒DNA

pBR322质粒DNA一般情况下为共价闭环超螺旋构型, 结构比较紧密, 在电泳向正极方向移动的速率较大(对应凝胶电泳成像图中的Form I); DNA被切割后产生开环缺刻型DNA, 其超螺旋结构相对松散, 相同条件下电泳移动速度较慢(对应Form II). 电泳后DNA通过荧光染色剂溴化乙锭(EB)插入DNA的碱基对之间形成溴化乙锭-DNA复合物在成像系统发出荧光而得以显现及检测. 新型β-取代阳离子卟啉化合物切割pBR322质粒DNA实验目的在于检测光敏剂对DNA的光敏切割效果和结合能力.

100～400 μmol/L系列浓度的化合物12～15在光照及未光照下与pBR322质粒DNA作用实验结果表明, 浓度大于100 μmol/L时, 光照下四个新型光敏剂对DNA 均具有明显的光敏切割效果, 出现缺刻型DNA (Form II, 如图1阳离子卟啉15与DNA的作用Lane1～Lane3), 未光照对照无明显切割, 说明该卟啉对pRB322质粒DNA的切割活性基于其与DNA的有效结合及在此基础上(光敏反应产生的)活性氧对DNA分子的有效作用. 同时注意到随光敏剂浓度的增加, Form I及Form II在凝胶上的亮度带均逐渐减小, 说明新型阳离子卟啉浓度增加抑制了溴化乙锭-DNA荧光复合物的生成, 这可能是由于新型阳离子卟啉和EB对DNA的竞争结合导致的抑制效应, 随着卟啉浓度的继续增加这种现象也应该较明显, 因此我们进一步做了较高浓度下阳离子卟啉与pBR322 质粒DNA的作用实验

.

图 1 低浓度阳离子卟啉15(光照/不光照)对超螺旋pBR322 DNA的切割对比

Figure 1 Cleavage of supercoiled pBR322 DNA by cationic porphyrin 15 of low concentration

Lane 1: 400 μmol/L＋hν＋DNA; Lane 2: 300 μmol/L＋hν＋DNA; Lane 3: 200 μmol/L＋hν＋DNA; Lane 4: 100 μmol/L＋hν＋DNA; Lane 5: 400 μmol/L＋DNA; Lane 6: 300 μmol/L＋DNA; Lane 7: 200 μmol/L＋DNA; Lane 8: 100 μmol/L＋DNA

较高浓度的15与DNA的作用结果如图2所示, 从凝胶电泳成像图可以看出, 不光照条件下无DNA切割

No. 11

黄齐茂等: 新型β-取代阳离子卟啉光敏剂合成及其与DNA 相互作用

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图2 高浓度阳离子卟啉15对超螺旋pBR322 DNA 的切割对比

Figure 2 Cleavage of supercoiled pBR322 DNA by cationic porphyrin 15 of high concentration

Lane 1: 16000 μmol/L ＋DNA; Lane 2: 8000 μmol/L ＋DNA; Lane 3: 4000 μmol/L ＋DNA; Lane 4: 2000 μmol/L ＋DNA; Lane 5: 1000 μmol/L ＋DNA; Lane 6: 500 μmol/L ＋DNA; Lane 7: 0 μmol/L ＋DNA; Lane 8: 16000 μmol/L ＋h ν＋DNA; Lane 9: 8000 μmol/L ＋h ν＋DNA; Lane 10: 4000 μmol/L ＋h ν＋DNA; Lane 11: 2000 μmol/L ＋h ν＋DNA; Lane 12: 1000 μmol/L ＋h ν＋DNA; Lane 13: 500 μmol/L ＋h ν＋DNA; Lane 14: 0 μmol/L ＋h ν＋DNA

现象, 但超螺旋DNA (Form I)在凝胶上的亮度带随阳离子卟啉浓度的增加逐渐减小(图2, Lane7→Lane1), 光照条件下Form I 及切割后产生的Form II 在凝胶上的亮度均逐渐减小甚至消失. 这说明新型阳离子卟啉与DNA 的结合能力较强, 对EB 的染色产生竞争抑制, 使溴化乙锭-DNA 复合物浓度减小, 荧光亮度减弱甚至消失. 这种结合能力可能源于卟啉光敏剂的吡啶鎓盐阳离子与DNA 上的负电磷酸基团之间强烈的静电结合作用[19]. 进一步通过与小牛胸腺DNA (CT DNA)的作用探讨了该卟啉与DNA 的结合模式. 2.3 卟啉与CT DNA 相互作用

DNA 紫外-可见光谱滴定是研究卟啉与DNA 作用模式的一种常用方法[20], 实验结果表明, 用CT DNA 滴定阳离子卟啉时, 阳离子卟啉12～15的Soret 带均有明显的减色变化(＞35%), 但是红移△λ≤8 nm. 如阳离子卟啉14与CT DNA 相互作用的紫外-可见光谱(图3). 根据Pasternack 的判据[21], 初步判断12～15与CT DNA 的作用是自堆积的外部键合作用模式, 确证是何种作用方式需要再结合圆二色谱测试, 其检测结果及深入研究有待进一步进行

.

图3 CT DNA 滴定阳离子卟啉14的紫外-可见吸收变化 Figure 3 UV-vis absorbance change of cationic porphyrin 14 when titrated by CT DNA

3 小结

设计并合成了一种新型β-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉及其金属配合物光敏剂

(12～15). 卟啉在β位引入空间自由度相对较大的阳离子取代基, 不但改善了化合物的亲水性, 而且使其有机会与DNA 的磷酸基团发生强烈的静电作用, 增强与DNA 结合能力, 并对EB 染色DNA 体现明显的竞争抑制效应; 这种空间自由度也使卟啉大环有利于顺着DNA 的双螺旋结构在DNA 的外部自堆积, 使光敏剂对DNA 体现较好的光敏切割效果.

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