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具有生物活性超支化PEI席夫堿對重金屬離子的檢測

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具有生物活性超支化PEI席夫堿對重金屬離子的檢測    |    2017-10-13  |   
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   聚乙烯亞胺(PEI)是一種具有超支化結構的聚合物,為弱堿性。其結構一級、二級和三級氨基可以在酸性條件下得到聚陽離子電解質。一直以來,PEI在藥物和基因傳遞、清潔劑、粘合劑、水處理劑、化妝品和催化劑等應用領域皆備受關注。在酸性和中性條件下,PEI聚陽離子電解質可以與多余的陰離子膠體電荷性中和、濃縮DNA、易與陰離子細胞表面殘基結合、通過胞吞作用進入細胞,而表現出良好的生物活性。

   目前,研究成對重金屬離子具有高度選擇性和敏感檢測的顯色化學傳感器是一個非常重要的領域。例如,Cu2+和Fe3+是兩種重要的生物活性金屬離子,其在環境和生物生態系統都有豐富的臨床研究。但是,過多的重金屬離子會對生物環境和生態系統產生許多的不利影響。例如,Cu2+在高濃度時具有毒性與生物系統,可導致嬰兒肝損傷。鐵也是一種重要的過渡元素,它是所有生物細胞中最豐富的重金屬離子。在人體中,Fe3+的缺陷會導致貧血、血色素沉著、肝損傷、糖尿病、帕金森氏癥,甚至癌癥。這些重金屬離子在大多數生物的基本生理和生物過程中扮演著重要的角色。在過去的十年中,關于色度檢測、陽離子和陰離子的檢測有廣泛報道。顏色的變化不用求助于任何先進的儀器即可以很容易通過肉眼得以觀察。而近年來,色度傳感器作為一種用于可移動化學檢測和識別的新興技術,具有快速、簡單的操作方法。其中,化學感知器通過對中性和離子物種選擇性識別來制造了熒光化學傳感器。在強堿性陰離子的情況下,該類傳感器可以提供快速的可見的從黃色到紅色顏色變化,而得到廣泛應用。

  MustafaYildiza等合成了陽離子改性的聚乙烯亞胺希夫堿,并以“Synthesis,characterization, and application of a novelwater-solublepolyethyleneimine-based Schiff base colorimetric chemosensorformetal cations and biological activity”為題與近期發表于Sensors andActuators B: Chemical。

該陽離子改性的聚乙烯亞胺希夫堿的合成路線如圖1所示,首先將PEI與過量的HCl在甲醇溶液中進行反應,將PEI上所有的一級、二級和三級氨基進行陽離子化,之后在堿性條件下與苯甲醛衍生物反應生成希夫堿。

1 具有生物活性超支化PEI席夫堿的合成

  他們將該陽離子改性的聚乙烯亞胺希夫堿用于陽離子檢測,發現在水溶液中Fe2+、 Co2+、 Cu2+、 Cr3+和Fe3+等有肉眼可見的明顯顏色變化(圖2所示),而與Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Pb2+作用時發現其顏色沒有明顯的變化。此外,他們還發現在一定條件下該希夫堿具有生物活性,可以剪切DNA片段。

2具有生物活性超支化PEI席夫堿與重金屬作用的顏色變化

文獻鏈接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517309917


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