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具有生物活性超支化PEI席夫碱对重金属离子的检测

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具有生物活性超支化PEI席夫碱对重金属离子的检测    |    2017-10-13  |   
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   聚乙烯亚胺(PEI)是一种具有超支化结构的聚合物,为弱碱性。其结构一级、二级和三级氨基可以在酸性条件下得到聚阳离子电解质。一直以来,PEI在药物和基因传递、清洁剂、粘合剂、水处理剂、化妆品和催化剂等应用领域皆备受关注。在酸性和中性条件下,PEI聚阳离子电解质可以与多余的阴离子胶体电荷性中和、浓缩DNA、易与阴离子细胞表面残基结合、通过胞吞作用进入细胞,而表现出良好的生物活性。

   目前,研究成对重金属离子具有高度选择性和敏感检测的显色化学传感器是一个非常重要的领域。例如,Cu2+和Fe3+是两种重要的生物活性金属离子,其在环境和生物生态系统都有丰富的临床研究。但是,过多的重金属离子会对生物环境和生态系统产生许多的不利影响。例如,Cu2+在高浓度时具有毒性与生物系统,可导致婴儿肝损伤。铁也是一种重要的过渡元素,它是所有生物细胞中最丰富的重金属离子。在人体中,Fe3+的缺陷会导致贫血、血色素沉着、肝损伤、糖尿病、帕金森氏症,甚至癌症。这些重金属离子在大多数生物的基本生理和生物过程中扮演着重要的角色。在过去的十年中,关于色度检测、阳离子和阴离子的检测有广泛报道。颜色的变化不用求助于任何先进的仪器即可以很容易通过肉眼得以观察。而近年来,色度传感器作为一种用于可移动化学检测和识别的新兴技术,具有快速、简单的操作方法。其中,化学感知器通过对中性和离子物种选择性识别来制造了荧光化学传感器。在强碱性阴离子的情况下,该类传感器可以提供快速的可见的从黄色到红色颜色变化,而得到广泛应用。

  MustafaYildiza等合成了阳离子改性的聚乙烯亚胺希夫碱,并以“Synthesis,characterization, and application of a novelwater-solublepolyethyleneimine-based Schiff base colorimetric chemosensorformetal cations and biological activity”为题与近期发表于Sensors andActuators B: Chemical。

该阳离子改性的聚乙烯亚胺希夫碱的合成路线如图1所示,首先将PEI与过量的HCl在甲醇溶液中进行反应,将PEI上所有的一级、二级和三级氨基进行阳离子化,之后在碱性条件下与苯甲醛衍生物反应生成希夫碱。

1 具有生物活性超支化PEI席夫碱的合成

  他们将该阳离子改性的聚乙烯亚胺希夫碱用于阳离子检测,发现在水溶液中Fe2+、 Co2+、 Cu2+、 Cr3+和Fe3+等有肉眼可见的明显颜色变化(图2所示),而与Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Pb2+作用时发现其颜色没有明显的变化。此外,他们还发现在一定条件下该希夫碱具有生物活性,可以剪切DNA片段。

2具有生物活性超支化PEI席夫碱与重金属作用的颜色变化

文献链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517309917


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