具有生物活性超支化PEI席夫堿對重金屬離子的檢測

   聚乙烯亞胺（PEI）是一種具有超支化結構的聚合物，為弱堿性。其結構一級、二級和三級氨基可以在酸性條件下得到聚陽(yáng)離子電解質(zhì)。一直以來(lái)，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用領(lǐng)域皆備受關(guān)注。在酸性和中性條件下，PEI聚陽(yáng)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、易與陰離子細胞表面殘基結合、通過(guò)胞吞作用進(jìn)入細胞，而表現出良好的生物活性。

   目前，研究成對重金屬離子具有高度選擇性和敏感檢測的顯色化學(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)系統都有豐富的臨床研究。但是，過(guò)多的重金屬離子會(huì )對生物環(huán)境和生態(tài)系統產(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，可導致嬰兒肝損傷。鐵也是一種重要的過(guò)渡元素，它是所有生物細胞中最豐富的重金屬離子。在人體中，Fe3+的缺陷會(huì )導致貧血、血色素沉著(zhù)、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生物的基本生理和生物過(guò)程中扮演著(zhù)重要的角色。在過(guò)去的十年中，關(guān)于色度檢測、陽(yáng)離子和陰離子的檢測有廣泛報道。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(guò)肉眼得以觀(guān)察。而近年來(lái)，色度傳感器作為一種用于可移動(dòng)化學(xué)檢測和識別的新興技術(shù)，具有快速、簡(jiǎn)單的操作方法。其中，化學(xué)感知器通過(guò)對中性和離子物種選擇性識別來(lái)制造了熒光化學(xué)傳感器。在強堿性陰離子的情況下，該類(lèi)傳感器可以提供快速的可見(jiàn)的從黃色到紅色顏色變化，而得到廣泛應用。

  MustafaYildiza等合成了陽(yáng)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(yáng)離子改性的聚乙烯亞胺希夫堿的合成路線(xiàn)如圖1所示，首先將PEI與過(guò)量的HCl在甲醇溶液中進(jìn)行反應，將PEI上所有的一級、二級和三級氨基進(jìn)行陽(yáng)離子化，之后在堿性條件下與苯甲醛衍生物反應生成希夫堿。

圖1 具有生物活性超支化PEI席夫堿的合成

  他們將該陽(yáng)離子改性的聚乙烯亞胺希夫堿用于陽(yáng)離子檢測，發(fā)現在水溶液中Fe2+、 Co2+、 Cu2+、 Cr3+和Fe3+等有肉眼可見(jiàn)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)現其顏色沒(méi)有明顯的變化。此外，他們還發(fā)現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

文獻鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517309917