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1、钌（Ⅱ）配合物与DNA相互作用的瞬态发光特性第28卷第4期2007年8月发光CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCEVo1.28No.4Aug.,2007文章编号:1000-7032(2007)04—510-05钌(Ⅱ)配合物与DNA相互作用的瞬态发光特性朱伟玲,刘学文,王惠h,于会娟,黎爱珍,巢辉,郑康成,计亮年(1.中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东广州510275;2.中山大学化学与化学工程学院,广东广州510275;3.茂名学院技术物理系,广东茂名525000)摘要:以三种新合成的钌配合物[Ru(bpy):(7-CH3一d
2、ppz)]",[Ru(bpy)2(7-F—dppz)]",[Ru(phen):(7一F—dppz)]为研究对象,采用时间分辨的荧光光谱技术分别测量了这三种钌配合物与小牛胸腺DNA相互作用时的瞬态荧光动力学过程.结果表明:[Ru(bpy):(7-CH,一dppz)]的发光寿命最长(约382n8),而[Ru(bpy):(7-F.dppz)]的发光寿命最短(约65n8).分析表明:钌配合物的发光来源于配合物分子中的电荷转移态到基态的辐射跃迁.通过钌配合物与DNA的相互作用,使得配合物激发态分子的无辐射弛豫几率减小.从而导致发光寿命的增加.配合物的分子与DNA相
3、互作用越强,激发态分子的无辐射弛豫几率越小,发光寿命也越长,最终导致高的发光效率.配合物的分子结构对配合物的分子与DNA的相互作用具有重要的影响.关键词:钌配合物;DNA;瞬态发光;超快光谱技术中图分类号:0482.31PACC:7855文献标识码:A1引言DNA是生物体的遗传物质,携带和表达遗传信息,决定着细胞的种类和功能,在生命现象中起着决定性的作用.近年来,基于钌配合物和DNA的相互作用的分子器件的研究引起了国内外的广泛关注….由于DNA分子器件具有尺度小,信息量大等优点,在生命科学,信息科学等领域都具有重要的应用前景.近年来国内外化学家在研究一些
4、钌等金属配合物与DNA相互作用时,发现配合物的发光效率可提高1O～1O倍_4J,即所谓"光开关效应".初步研究表明,基于这种效应的光探测方法是了解DNA分子结构和实时控制DNA分子器件工作状态的最有效方法之一.但到目前为止,大部分的研究都着重于配合物与DNA的键合作用模式,具有荧光增强效应配合物的制备以及稳态荧光性能的研究J.而有关配合物光开关效应的微观机理方面的研究还处于开始阶段u.由于钌金属配合物与DNA相互作用的微观机理涉及到电荷转移以及配合物和DNA中共轭基团之问相互作用的超快过程,因此,采用超快激光光谱技术研究钌金属配合物与DNA相互作用的超快
5、过程是了解和掌握钌金属配合物发光增强的最有效的手段.本课题选取了最近合成的三种钌金属配合物为研究对象,采用时问分辨的荧光光谱技术测量了这三种钌配合物与小牛胸腺DNA复合物的瞬态荧光动力学过程,研究了三种配合物与DNA作用的荧光增强的微观机理.结果表明:配合物的分子结构以及与DNA作用的强弱等,对配合物的荧光增强程度和寿命都有重要的影响.2实验2.1实验材料[1tu(L)(dppz)]是典型的具有光开关效应的配合物,其中联合配体L代表bpy或ph&n,bpy=2,2-联吡啶,phen=1,10-邻菲咯啉,主配体收稿日期:2006-11-02;修订日
6、期:2006-12-11基金项目:国家自然科学基金(60478013);广东省自然科学重点基金(05101819);茂名学院科研基金(203346)资助项目作者简介:朱伟玲(1965一),女,广东高州人,在职硕士研究生,副教授,主要从事有机和聚合物超快光电子动力学和光器件的研究.+:通讯联系人;E-mail:stswh@mail.sysu.edu.cn,eesjln@mail.sysu.edu.cn,Tel:(020)84111151第4期朱伟玲,等:钌(II)配合物与DNA相互作用的瞬态发光特性511dppz是联吡啶并[3,2-a:2,3'-c]吩嗪.
7、在研究中,可增加一些功能性基团来增加钌配合物与DNA间作用的灵活性j.本实验所用的三种配合物均为[Ru():(dppz)]的衍生物:[Ru(bpy):(7一CH3一dppz)](简记为bpy—CH3);[Ru(bpy):(7-F—dppz)](简记为bpy—F),以及[Ru(phen):(7一F-dppz)](简记为phen—F),它们的分子结构式如图1(a),(b),(C)所示.(a)bpy—CH3—]2+—]2+N.,lIF—]2+(c1phen—图1三种钌配合物的分子结构式Fig.1MolecularstructureoftheRucomplexe
8、s.从图1可见,bpy-CH3和bpy-F是在钌配合物[Ru(bpy):(dpp
