高夏南

（沈陽(yáng)科技學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110167）

1 概述

1.1 鐵配合物在生物化學(xué)研究方向的應(yīng)用

DNA作為人體必不可少的部分之一，同時(shí)也是遺傳信息的載體，其中DNA水解對(duì)于人體穩(wěn)態(tài)平衡具有至關(guān)重要的作用，而鐵配合物有促進(jìn)DNA水解的作用。2005年劉長(zhǎng)林課題組合成了一種四核鐵配合物[Fe4（NTB）4（μ2-O）（μ4-Suc）]（ClO4）6，并使用其來(lái)促進(jìn)DNA的水解[1]。通過(guò)最新研究發(fā)現(xiàn)鐵配合物可用作鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，2009年，武宇曉將鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的4個(gè)基因編碼區(qū)進(jìn)行克隆，研究鐵代謝時(shí)所產(chǎn)生的生物信息，為人們研究鐵的吸收做了很好的理論基礎(chǔ)。針對(duì)一些腫瘤疾病的治療上鐵配合物也起到良好的抗腫瘤性，在生物醫(yī)學(xué)有著巨大的貢獻(xiàn)。例如，2001年盧文貫、陶家洵發(fā)現(xiàn)二茂鐵基配合物對(duì)于抗癌具有良好生物活性，在對(duì)抗腫瘤的活性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)二茂鐵基配合物對(duì)人白血?。℉L-60）、人結(jié)腸癌（HCT）、人胃癌（RGC-823）和人鼻咽癌（KB）這四種癌細(xì)胞表現(xiàn)出較高抗腫瘤抑制能力。

1.2 鐵配合物在生活中的應(yīng)用

除了人體內(nèi)含有鐵元素外，在一些植物體內(nèi)中同樣有鐵元素的存在，鐵元素是促進(jìn)植物葉綠素形成的活化劑，在葉綠素的形成過(guò)程中起到必不可少的作用，缺鐵會(huì)導(dǎo)致樹(shù)葉的凋落，從而影響產(chǎn)量。1980年，陳天郎研究發(fā)現(xiàn)一種新鐵肥尿素鐵，其可以有效治療植物因?yàn)槿辫F而引發(fā)的黃化病，進(jìn)而避免植物的死亡。2018年，楊軍澤將三種不同的鐵肥對(duì)蘋(píng)果黃化病防效效果進(jìn)行研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)配合物鐵肥可明顯改善蘋(píng)果黃化病，無(wú)論是在蘋(píng)果黃化病的防效，葉片鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)還是果實(shí)質(zhì)量上均優(yōu)于其他兩種鐵肥，進(jìn)一步佐證了鐵配合物對(duì)治療植物黃化病，延長(zhǎng)植物存活率，增加果實(shí)產(chǎn)量具有良好的促進(jìn)作用。

1.3 本課題的研究目的

臨床上將鐵缺乏分為三個(gè)階段。第一個(gè)階段：缺鐵早期，該階段人體內(nèi)的儲(chǔ)存鐵因疾病或生理活動(dòng)而減少；第二階段：缺鐵中期，該階段人體內(nèi)除了儲(chǔ)存鐵減少以外，轉(zhuǎn)運(yùn)鐵也減少，血紅細(xì)胞攝入鐵減少，但對(duì)血紅細(xì)胞的合成影響較小[2]；第三個(gè)階段：缺鐵晚期即缺鐵性貧血的發(fā)生，該階段因儲(chǔ)存鐵與轉(zhuǎn)運(yùn)鐵嚴(yán)重不足，嚴(yán)重影響血紅蛋白的合成導(dǎo)致貧血現(xiàn)象的發(fā)生。為增加鐵元素的吸收與利用，解決鐵缺乏和缺鐵性貧血給人們帶來(lái)的危害，需要攝入一定量的補(bǔ)鐵添加劑，鐵具有很多的配位點(diǎn)，可以與具有特定功能的配體進(jìn)行合成得到帶有特殊性質(zhì)的金屬配位化合物。第三代補(bǔ)鐵劑氨基酸類(lèi)鐵配合物，不僅擁有便于腸道吸收良好性能，同時(shí)還提供了造血和攜鐵所必需的氨基酸小分子結(jié)構(gòu)，相比于前兩代無(wú)機(jī)、有機(jī)補(bǔ)鐵劑，擁有適應(yīng)性高、穩(wěn)定好、副作用小、無(wú)刺激性等優(yōu)點(diǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 鐵配合物的合成

摩爾比為2∶1，稱(chēng)量甘氨酸4.116g，硫酸亞鐵銨8.025g，將藥品放入研缽中充分混合研磨，倒入石墨坩堝中并加熱，當(dāng)加熱至60℃時(shí)坩堝內(nèi)混合物顏色變?yōu)樯詈稚橛写碳ば詺馕渡⒊?，因有硫酸生成所以反?yīng)過(guò)程保持在pH=5，當(dāng)溫度達(dá)到75℃時(shí)坩堝內(nèi)混合物呈熔融狀態(tài)，靜置冷卻2h，將所得產(chǎn)物放在燒杯中用無(wú)水乙醇清洗，再進(jìn)行抽濾，后放入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，最后稱(chēng)量的黃褐色固體粉末4.8864g。用重鉻酸鉀對(duì)濾液進(jìn)行滴定，無(wú)顯色，說(shuō)明濾液中無(wú)亞鐵離子，反應(yīng)完全。

2.2 元素分析

對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行元素分析，如表1所示；發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值與計(jì)算值基本相同，可確定該配合物化學(xué)式為（NH2CH2COO）2Fe·2H2O。

表1 元素分析結(jié)果表 %

2.3 紫外光譜分析

對(duì)甘氨酸與甘氨酸亞鐵進(jìn)行紫外光譜分析，如圖1所示，a為甘氨酸亞鐵的紫外吸收光譜，b為甘氨酸的紫外吸收光譜，由圖1可知，a的最大吸收峰在220nm附近，b的最大吸收峰在210nm附近，因?yàn)楦拾彼醽嗚F中的鐵原子發(fā)生電荷躍遷，進(jìn)行sp3d2雜化，使得甘氨酸亞鐵的最大吸收峰發(fā)生了紅移，由此可以說(shuō)明甘氨酸亞鐵配合物的形成。

圖1 紫外吸收光譜

3 甘氨酸亞鐵對(duì)小鼠,補(bǔ)鐵作用的影響研究

為評(píng)定甘氨酸亞鐵在治療缺鐵性貧血的功能性，在實(shí)驗(yàn)前后對(duì)小鼠尾靜脈采血進(jìn)行血液指標(biāo)測(cè)定。如表2，表3所示：

表2 小鼠實(shí)驗(yàn)前血液指標(biāo)表

表3 小鼠實(shí)驗(yàn)后血液指標(biāo)表

如圖2所示，小鼠血細(xì)胞指數(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行缺鐵性喂養(yǎng)下，血液中的HGB、RBC等指標(biāo)均有所下降，但在服用硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵補(bǔ)鐵劑后各項(xiàng)指標(biāo)均有所回升，其中甘氨酸亞鐵組指標(biāo)恢復(fù)最好。

圖2 小鼠血細(xì)胞指數(shù)對(duì)比圖

4 結(jié)束語(yǔ)

以甘氨酸、硫酸亞鐵銨為原料，鹽酸羥胺為還原劑，通過(guò)固相熔融法得到目標(biāo)產(chǎn)物甘氨酸亞鐵，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行元素分析，由X射線(xiàn)衍射分析得知產(chǎn)物甘氨酸亞鐵結(jié)晶度良好。對(duì)配合物進(jìn)行對(duì)缺鐵性貧血的效用研究，通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，甘氨酸亞鐵對(duì)缺鐵小鼠的生長(zhǎng)，血紅蛋白的補(bǔ)充再生具有良好的促進(jìn)效果。