具有生物活性超支化PEI席夫堿對(duì)重金屬離子的檢測(cè)

   聚乙烯亞胺（PEI）是一種具有超支化結(jié)構(gòu)的聚合物，為弱堿性。其結(jié)構(gòu)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)氨基可以在酸性條件下得到聚陽離子電解質(zhì)。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(yīng)用領(lǐng)域皆備受關(guān)注。在酸性和中性條件下，PEI聚陽離子電解質(zhì)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(xì)胞表面殘基結(jié)合、通過胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞，而表現(xiàn)出良好的生物活性。

   目前，研究成對(duì)重金屬離子具有高度選擇性和敏感檢測(cè)的顯色化學(xué)傳感器是一個(gè)非常重要的領(lǐng)域。例如，Cu2+和Fe3+是兩種重要的生物活性金屬離子，其在環(huán)境和生物生態(tài)系統(tǒng)都有豐富的臨床研究。但是，過多的重金屬離子會(huì)對(duì)生物環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生許多的不利影響。例如，Cu2+在高濃度時(shí)具有毒性與生物系統(tǒng)，可導(dǎo)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(xì)胞中最豐富的重金屬離子。在人體中，F(xiàn)e3+的缺陷會(huì)導(dǎo)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(shù)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(guān)于色度檢測(cè)、陽離子和陰離子的檢測(cè)有廣泛報(bào)道。顏色的變化不用求助于任何先進(jìn)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(dòng)化學(xué)檢測(cè)和識(shí)別的新興技術(shù)，具有快速、簡(jiǎn)單的操作方法。其中，化學(xué)感知器通過對(duì)中性和離子物種選擇性識(shí)別來制造了熒光化學(xué)傳感器。在強(qiáng)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(yīng)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(fā)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(jìn)行反應(yīng)，將PEI上所有的一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)氨基進(jìn)行陽離子化，之后在堿性條件下與苯甲醛衍生物反應(yīng)生成希夫堿。

圖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(cè)，發(fā)現(xiàn)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(shí)發(fā)現(xiàn)其顏色沒有明顯的變化。此外，他們還發(fā)現(xiàn)在一定條件下該希夫堿具有生物活性，可以剪切DNA片段。

圖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(xiàn)鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517309917