微分脉冲伏安法的应用与优势介绍

图3.2.3　[Cu（phendione）（DAP）]2+与dsDNA相互作用的循环伏安图。插图：氧化峰电流（Ipa）与扫速平方根（ν1/2）的关系图

在含2.0×10-5mol/L[Cu（phendione）（DAP）]2+的Tris-HCl缓冲溶液中加入不同量的dsDNA进行微分脉冲伏安（DPV）测定，结果表明随着dsDNA量的不断增大，[Cu（phendione）（DAP）]2+的氧化峰电流Ipa不断降低（图3.2.4），表明了配合物与dsDNA之间的相互作用。当dsDNA浓度CDNA在3.34×10-5mol/L和4.01×10-4mol/L范围内变化时，[Cu（phendione）（DAP）]2+在加入dsDNA前后的峰电流差值ΔI与CDNA呈良好的线性关系，ΔI/（μA）=1.12CDNA/（mmol/L）+0.116，γ=0.988。

参考文献[200-201]，根据不同dsDNA浓度下的结合平衡电流与加入DNA的浓度计算了配合物[Cu（phendione）（DAP）]2+与dsDNA的结合常数和结合位点：

Xb={b-(b2-2K2CtCDNA/s)1/2}2KCt　(3-1)

Xb=(I2-Io2)/(Isat2-Io2)　(3-2)

b=1+KCt+KCDNA/2s　(3-3)

式中，Xb为摩尔结合分数，I为配合物中加入DNA后得到的峰电流，Io和Isat分别为加入DNA前和过量DNA后得到的峰电流，K为配合物与DNA的结合常数，s为每分子配合物与dsDNA的碱基对的结合位点。

图3.2.4　[Cu（phendione）（DAP）]2+与不同量dsDNA相互作用的微分脉冲伏安图(www.xing528.com)

图3.2.5中的点为根据图得到的dsDNA浓度CDNA对应的Xb值，将各数据点通过Origin软件按公式（3-1）进行非线性拟合得到图3-6中曲线和参数K=9.6×104L/mol和s=2.6，因为检测的配合物的氧化过程，因此可知配合物的还原态[Cu（phendione）（DAP）]+与dsDNA的结合常数K+为9.6×104L/mol，平均每个[Cu（phendione）（DAP）]+与2.6个碱基对结合。

如循环伏安实验，在DPV实验中，随着dsDNA浓度的不断增大，配合物的氧化峰电位Epa也逐渐正移，根据电极反应式量电位关系E0＇=E1/2=Ep+ΔEa/2，（E1/2为直流极谱中的半波电位，Ep为微分脉冲伏安峰电位，ΔEa为脉冲幅度）关系，将E1/2对dsDNA和[Cu（phendione）（DAP）]2+浓度的比值R作图，获得E1/2与R的关系曲线（图3.2.6），当dsDNA的浓度达到4.01×10-4mol/L时，E1/2基本不再变化，因此该体系的极限峰位偏移值为+20 mV。根据Bard[128]理论，配合物加入DNA后半波电位的变化可用于计算配合物氧化态和还原态与DNA的结合常数比。

在本实验中，对于1电子反应过程，配合物的还原态和氧化态与dsDNA的结合平衡常数K+、K2+与dsDNA结合前后的电极反应式量电位、有如下关系式[128]：

图3.2.5　Xb与加入dsDNA浓度CDNA的拟合关系曲线

对于+20 mV的极限电位偏移，根据上述公式求得K+/K2+=2.2，表明还原态的配合物[Cu（phendione）（DAP）]+与dsDNA的结合能力是氧化态[Cu（phendione）（DAP）]2+与dsDNA结合能力的2.2倍，符合嵌插作用模式的特征。在根据前面计算的K+值，可得到[Cu（phendione）（DAP）]2+与dsDNA的结合常数K2+约为4.3×104L/mol。

图3.2.6　DNA浓度CDNA与[Cu（phendione）（DAP）]2+浓度比值R对配合物E1/2的影响