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Chem. Eur. J. :金属配位聚电解质诱导的炔基铂(II)配合物超分子自组装,和它针对过氧化氢和葡萄糖的红色磷光检测2023-09-26
香港大学任咏华教授团队报导了一种由金属配位聚电解质诱导的炔基铂(II)配合物的超分子自组装现象,该发现能被应用于检测过氧化氢和葡萄糖。这项新策略在生物应用中具有低检测限和高选择性的优点。

过氧化氢是生物体中含量最高的活性氧,也是正常细胞信号转导的重要介质。生物体中氧化酶的酶活性,包括葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、和胆固醇氧化酶等,可以通过测量过氧化氢的产生量来确定。因此在生理和病理研究中,过氧化氢能够被用作氧化应激的生物标志物。另外,过氧化氢也是一种广泛用于漂白工序的工业化学品,过度使用过氧化氢会导致水和空气污染,因此开发出高灵敏和高选择性的过氧化氢传感器仍然是该领域的一大难题。

在过去的几十年里,方形平面炔基铂(II)配合物表现出通过金属-金属和π-π堆积相互作用排列成高度有序的低聚结构的倾向。由于它们在低能量的红光到近红外区域展现了有趣的光谱变化,炔基铂(II)配合物引起了科研人员的广泛关注。为了构建一种用于生物应用的传感工具,任咏华教授团队设计了一种水溶性阴离子炔基铂(II)双苯并咪唑基吡啶配合物,并研究了该配合物由银(I)-硫代胆碱配位聚电解质通过静电诱导调控的超分子自组装聚集和解聚集。

 

 

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图1金属配位聚电解质诱导的炔基铂(II)配合物用于过氧化氢和葡萄糖的检测原理示意图

含硫醇的化合物能发生氧化反应形成二硫键。过氧化氢能将硫胆碱氧化为二硫化硫胆碱,从而抑制阳离子配位聚电解质的形成,并通过削弱金属-金属、静电和π-π堆积相互作用来阻碍炔基铂(II)配合物的自组装。紫外-可见光吸收、发射和共振光散射研究实验结果说明,配位聚电解质诱导的铂(II)配合物自组装会随着过氧化氢浓度的增加而减弱。基于这一原理,银(I)-硫代胆碱配位聚电解质和炔基铂(II)配合物的组合展现出了其能被用作过氧化氢检测平台的潜力。

由于以炔基铂(II)配合物为基础的传感策略在检测过氧化氢方面的成功应用,这种传感平台被进一步延伸应用于检测葡萄糖。在葡萄糖氧化酶的帮助下,D-葡萄糖能被氧化形成葡萄糖酸,并产生过氧化氢,其中过氧化氢的产生量与葡萄糖的反应量具有化学计量关系。通过测量发光变化,基于金属配合物超分子组装调节的传感策略能有效地用于检测过氧化氢和葡萄糖,检测限更分别低至101.5和189.4 nM。这种检测方法在血清溶液中具有良好的选择性,体现了其未来在生物样本中检测的应用潜力。

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图2配位聚电解质和炔基铂(II)配合物组合在葡萄糖检测中的发射光谱变化及其在糖类中的选择性

文信息

A Luminescence Assay in the Red for the Detection of Hydrogen Peroxide and Glucose Based on Metal Coordination Polyelectrolyte-Induced Supramolecular Self-Assembly of Alkynylplatinum(II) Complexes

Dr. Calford Wai-Ting Chan, Dr. Angela Sin-Yee Law, Prof. Vivian Wing-Wah Yam

Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202300203

 

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