CN100506919C - 使用人血清蛋白对非手性菁染料聚集体进行手性诱导的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用人血清蛋白对非手性菁染料聚集体进行手性诱导的方法，该方法包括：将非手性菁染料和人血清蛋白聚集体分别溶于磷酸缓冲溶液中配成浓度为80.0μM和50.0μM的溶液；将上述两种溶液混合，使得混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为0.5～5∶1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；将混合液避光反应9～15小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，该聚集体有手性且手性反转。本方法能够非常有效的把非手性的染料聚集体溶液变为有手性的溶液；且可以通过调控所加入的人血清蛋白的量，来调节所诱导的染料聚集体溶液的旋光性。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用人血清蛋白对非手性菁染料聚集体进行手性诱导的方法。
背景技术
菁染料的化学名称为3，3’-二磺丙基-4，5，4’，5’-二苯并-9-苯基-噻碳菁染料-三乙胺盐(C43H47N3O6S4)，其结构式如下：
人们很早就发现了菁染料具有独特的光敏感性质，并将其用做显影剂，光敏剂，非线性光学材料等。近来，人们又发现了菁染料还具有抑制癌细胞的作用，可以用于制备治疗癌症的药物。无论是用作光响应器件中的光学材料，还是用作药物，均需要特定的光学异构体。通常情况下，在水溶液中，菁染料分子间是通过非共价键力的方式，自组装形成聚集体。由非手性的菁染料组装成的聚集体，也是非手性的。
现有的技术通常是采用模板法来诱导非手性的菁染料聚集体产生旋光性。在文献1：Chem.Phys.Chem.2000，1，146-150中，报道了在碱性条件下，非手性的染料可以形成具有旋光性的线状聚集体。在文献2：J.Am.Chem.Soc.1999，121，2987-2995；2000，122，9977-9986中报道了在具有特定结构的双链DNA分子为模板的条件下，一定结构的菁染料能够组装成手性聚集体。在文献3：J.Am.Chem.Soc.2006，128，510-516中报道了在染料聚集体溶液中加入其它大分子，如淀粉，可以引起聚集体旋光性的改变。但是上述方法都只能诱导产生出具有单一旋光性的菁染料聚集体，而且所用的诱导模板必须具有特定的序列结构，并且对染料结构也有要求，不能可控地诱导出所需的手性聚集体。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术采用模板法来诱导非手性的菁染料聚集体产生旋光性只能诱导产生出具有单一旋光性的菁染料聚集体，而且受到诱导模板及染料结构的限制，不能可控地诱导出所需的手性聚集体的缺陷，从而提供一种简单、有效的使用人血清蛋白对非手性菁染料聚集体进行手性诱导的方法，该方法可以控制聚集体分子的手性反转，得到所需旋光性的手性聚集体。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：
本发明提供的使用人血清蛋白(HSA)对非手性菁染料聚集体进行手性诱导的方法，包括如下的步骤：
1)首先将非手性菁染料聚集体溶于pH值为6.0～8.0的磷酸缓冲溶液中，配成浓度为80.0μM的溶液；
2)将人血清蛋白溶于pH值为6.0～8.0的磷酸缓冲溶液中，配成浓度为50.0μM的溶液；
3)将步骤1)和步骤2)得到的溶液混合，使得混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为0.5～5：1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；
4)将混合液摇匀后，避光反应9～15小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，该聚集体有手性且手性反转。
本发明使用人血清蛋白对非手性菁染料聚集体进行手性诱导，该方法通过对人血清蛋白与染料的比例进行调控，可以控制聚集体分子的手性反转，得到所需旋光性的手性聚集体。本方法中使用的人血清蛋白(HSA)是人体血浆中最为丰富和重要的蛋白质，同时也是人体内物质的重要载体。一方面，人血清蛋白含有3个结构上相似的功能域，每个功能域包含10个螺旋结构；另一方面，人血清蛋白表面存在许多带正电荷或带负电荷的官能团，以及很多具有疏水性的活性成分，能与菁染料分子特异性结合。在溶液中菁染料聚集体能以血清蛋白分子的螺旋为模板，产生手性。当人血清蛋白和染料分子的摩尔浓度比为0.5～2：1时，能产生右旋的旋光性，而增加人血清蛋白和染料分子的摩尔浓度比至2～5：1时，能产生左旋的旋光性；而当比例为2左右时，染料聚集体既存在左旋形式又存在右旋形式。因此，通过对人血清蛋白与染料的比例进行调控，可以控制聚集体分子的手性反转，得到所需旋光性的手性聚集体。另外，增加溶液中人血清蛋白的比例，还能够提高人血清蛋白与染料间的作用速率，缩短反应时间。但是，人血清蛋白还会与染料单体发生反应，使染料聚集体解聚，当溶液中人血清蛋白的量高出染料很多时，染料聚集体会被破坏，则得不到所需的溶液。因此，必须综合考虑各方面的因素，把人血清蛋白与染料的比例控制在0.5～5.0：1的范围内，以得到有旋光性的染料聚集体溶液。
由于溶液的酸碱性不仅会影响聚集体中染料单分子的排列模式，还会影响人血清蛋白在溶液中的结构及表面电荷的分布，所以本发明选用的磷酸缓冲溶液的pH值应控制在6.0～8.0。
本发明还本发明采用在避光条件下进行手性诱导，这是由于染料对光极其敏感，在光照射下很容易发生反应，因此光照时间过长，会影响染料的光学性质。只有避光保存才能保证染料聚集体充分的与人血清蛋白反应。
与现有技术相比，本发明提供的方法的优点在于：
1)能够非常有效的把非手性的染料聚集体溶液变为有手性的溶液；
2)只要按本发明提供的比例将人血清蛋白与非手性的染料聚集体溶液混合，就能实现手性诱导，且不需要繁琐的后处理，该方法简便易行，实验条件温和；
3)可以通过调控所加入的人血清蛋白的量，来调节所诱导的染料聚集体溶液的旋光性，因而可以根据需要，定量的制备具有不同光活性的染料聚集体的溶液。
附图说明
图1为对比例1中染料聚集体与人血清蛋白反应前的紫外可见吸收光谱及圆二色谱；
图2为实施例1中染料聚集体与人血清蛋白反应后的紫外可见吸收光谱及圆二色谱。
图3为实施例3中染料聚集体与人血清蛋白反应后的紫外可见吸收光谱及圆二色谱。
图4为实施例4中染料聚集体与人血清蛋白反应后的紫外可见吸收光谱及圆二色谱。
具体实施方式
实施例1
在10.00ml容量瓶中加入0.5ml 80.0μM非手性菁染料聚集体的磷酸缓冲溶液(pH8.0)，然后加入0.4ml 50.0μM人血清蛋白的磷酸缓冲溶液(pH 8.0)，混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为0.5：1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；将混合液摇匀后，避光反应12小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，如图2所示，吸收谱上染料聚集体的吸收峰(686nm)降低，在短波方向出现染料单体的特征峰(615nm)，圆二色谱上出现聚集体的信号，说明染料聚集体在人血清蛋白的作用下产生光活性，得到右旋的菁染料聚集体，根据圆二色谱图中的峰形(正峰和负峰的位置)可判断出得到右旋的菁染料聚集体。
对比例1
在10.00ml容量瓶中加入0.5ml 80.0μM非手性菁染料聚集体的磷酸缓冲溶液(pH8.0)，再用磷酸缓冲溶液将其稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；将混合液摇匀后，避光反应12小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，如图1所示，吸收谱上只存在染料聚集体的吸收峰(686nm)，圆二色谱上无对应的聚集体的信号，即无旋光性。
实施例2
在10.00ml容量瓶中加入0.5ml 80.0μM非手性菁染料聚集体的磷酸缓冲溶液(pH6.0)，然后加入1.0ml 50.0μM人血清蛋白的磷酸缓冲溶液(pH 6.0)，混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为1.125：1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；将混合液摇匀后，避光反应9小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，吸收谱上染料聚集体的吸收峰(686nm)降低，在短波方向出现染料单体的特征峰(615nm)，圆二色谱上出现聚集体的信号，说明染料聚集体在人血清蛋白的作用下产生光活性，根据圆二色谱图中的峰形可判断，得到右旋的菁染料聚集体。
实施例3
在10.00ml容量瓶中加入0.5ml 80.0μM非手性菁染料聚集体的磷酸缓冲溶液(pH7.0)，然后加入1.6ml 50.0μM人血清蛋白的磷酸缓冲溶液(pH 7.0)，混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为2：1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；将混合液摇匀后，避光反应15小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，如图3所示，吸收谱上染料聚集体的吸收峰(686nm)明显降低，在短波方向出现较强的染料单体的特征峰(615nm)，圆二色谱上出现聚集体的信号，说明染料聚集体在人血清蛋白的作用下产生光活性。在圆二色谱上聚集体只出现正的信号，由此可知，得到的菁染料聚集体存在右旋和左旋两种形式。
实施例4
在10.00ml容量瓶中加入0.5ml 80.0μM非手性菁染料聚集体的磷酸缓冲溶液(pH7.0)，然后加入2.4ml 50.0μM人血清蛋白的磷酸缓冲溶液(pH 7.2)，混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为3：1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；将混合液摇匀后，避光反应15小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，如图4所示，吸收谱上染料聚集体的吸收峰(686nm)明显降低，在短波方向出现较强的染料单体的特征峰(615nm)，圆二色谱上出现聚集体的信号，说明染料聚集体在人血清蛋白的作用下产生光活性。圆二色谱图中聚集体的峰形与(正峰和负峰的颠倒位置)可判断出得到左旋的菁染料聚集体。
实施例5
在10.00ml容量瓶中加入0.5ml 80.0μM非手性菁染料聚集体的磷酸缓冲溶液(pH7.0)，然后加入4.0ml 50.0μM人血清蛋白的磷酸缓冲溶液(pH 7.5)，混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为5：1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；将混合液摇匀后，避光反应15小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，吸收谱上染料聚集体的吸收峰(686nm)明显降低，在短波方向出现较强的染料单体的特征峰(615nm)，圆二色谱上出现聚集体的信号，说明染料聚集体在人血清蛋白的作用下产生光活性。由圆二色谱图中聚集体的峰形可判断出得到的是左旋的菁染料聚集体。
Claims (1)
1、一种使用人血清蛋白对非手性菁染料聚集体进行手性诱导的方法，包括如下的步骤：
1)首先将非手性菁染料聚集体溶于磷酸缓冲溶液中，配成浓度为80.0μM的溶液；
2)将人血清蛋白溶于磷酸缓冲溶液中，配成浓度为50.0μM的溶液；
3)将步骤1)和步骤2)得到的溶液混合，使得混合液中的人血清蛋白与非手性菁染料聚集体的摩尔浓度比为0.5～5：1；再用磷酸缓冲溶液将混合液稀释到非手性菁染料聚集体的浓度为5μM；
4)将混合液摇匀后，避光反应9～15小时，得到诱导后的菁染料聚集体，经紫外可见吸收光谱及圆二色谱分析，该聚集体有手性且手性反转；
所述步骤1)中的磷酸缓冲溶液的pH值为6.0～8.0；
所述步骤2)中的磷酸缓冲溶液的pH值为6.0～8.0。
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