異煙酸釹配合物的熱穩(wěn)定性能和生物活性研究

陳鳳英，金振國

（商洛學院化學工程與現(xiàn)代材料學院/陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室,陜西商洛726000）

異煙酸釹配合物的熱穩(wěn)定性能和生物活性研究

陳鳳英，金振國

（商洛學院化學工程與現(xiàn)代材料學院/陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室,陜西商洛726000）

硝酸釹和異煙酸反應(yīng)合成了異煙酸釹配合物。經(jīng)過紅外光譜、元素分析、TG-DTG和X-射線單晶衍射等手段對其進行表征，同時結(jié)合文獻對比，確定了配合物的組成為[Nd(C6H4O2N)3(H2O)2]。研究了配合物對小麥條銹病菌和大腸桿菌的生物活性。

異煙酸；配合物；小麥條銹??；大腸桿菌

由于稀土元素價電子構(gòu)型的特殊性，使得它們具有很多優(yōu)異的性能。稀土的生物化學效應(yīng)主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)、稀土離子探針[1]以及稀土元素的藥學活性等方面。綜合研究表明，稀土不僅能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，也有改善作物品質(zhì)的作用[2-8]。醫(yī)學上，稀土及其化合物被用來制備特種藥品，用以治療各種腫瘤、結(jié)核病、濕疹、關(guān)節(jié)炎、風濕病、皮膚病、糖尿病等。近年來發(fā)現(xiàn)稀土化合物還具有抗動脈硬化的作用[9]。

異煙酸由于在生物體中有較強的生理活性,近年來對其配合物的研究引起了人們廣泛地關(guān)注[10-11]。異煙酸具有多樣的配位方式,從而與金屬離子形成結(jié)構(gòu)和性能多樣化的功能配合物。異煙酸配合物可作為藥物[12]；可形成配位聚合物[13-15]；還可以形成超分子結(jié)構(gòu)的功能材料[16-18]。郭楨等[19]研究發(fā)現(xiàn)用異煙酸處理小麥可誘導(dǎo)其產(chǎn)生一定的抗銹病性。因此，本文選取異煙酸合成了稀土異煙酸配合物,測定了其晶體結(jié)構(gòu)，并探討了其對小麥銹病孢子和大腸桿菌的生物活性。

1 實驗部分

1.1 主要試劑和儀器

稀土硝酸鹽由稀土氧化物與硝酸反應(yīng)結(jié)晶制得，異煙酸為分析純。美國P.E公司2400型元素分析儀；HZ-8811K恒溫振蕩器；美國瓦里安公司Cary 300型紫外可見分光光度計；EQUINO-55型紅外光譜儀（KBr壓片）；德國耐馳STA-449型熱重分析儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 配合物的制備

配合物的制備參照文獻[20]。將硝酸釹和異煙酸按照1：3的物質(zhì)的量比分別溶于一定量水中。異煙酸中加入少許20%氨水，加熱使其全部溶解，轉(zhuǎn)入圓底燒瓶中，75℃水浴加熱攪拌下將硝酸釹逐滴加入到異煙酸中，氨水調(diào)節(jié)pH=5.4，反應(yīng)2 h，得到紫色沉淀，冷卻后過濾，濾液室溫靜置15 d后析出紫色的晶體，產(chǎn)率：62%。Anal.calcd for：[Nd(C6H4O2N)3(H2O)2]：C 41.69%，H 3.11%，N 2.70%；Found：C 41.60%,H 3.21%,N 2.72%。IR（KBr）：ν：1540，1455，1642，763.7，582.2cm-1。1.2.2配合物對小麥銹病孢子萌發(fā)的抑制

在培養(yǎng)好的小麥銹病孢子中加入一定量含0.1%瓊脂的蒸餾水,再加入小麥汁液刺激孢子萌發(fā)生長，用力振蕩，在顯微鏡下檢查孢子數(shù)，用10×的顯微鏡鏡檢，每目約80個為宜。

將供試藥劑配制成一系列的濃度，每個濃度取2 mL，分別置于稱量瓶中，然后加入2 mL孢子懸浮液。對照液濃度由低到高分別滴一滴混合液于處理好的凹玻片上，做好標記，將玻片反轉(zhuǎn)使液滴向下，放在保濕架上，置于7℃恒溫培養(yǎng)箱中，6-8 h后進行萌發(fā)率檢查。鏡檢時，將玻片取出，玻片蓋上蓋玻片，隨機檢查顯微鏡一個視野的孢子，凡是孢子芽管超過孢子直徑一半時即為萌發(fā)。

效果評判：萌發(fā)率（%）=(已萌發(fā)孢子數(shù)/檢查孢子總數(shù))×100%

1.2.3 配合物對大腸桿菌的抑制（光電比濁法）

LB培養(yǎng)基：2 g蛋白胨（Tryptone）+1 g酵母粉（Yest-Extract）+1 g NaCl放入300 mL錐形瓶中，加入200 mL三蒸水,搖蕩使溶解呈澄清液，于115℃高溫高壓滅菌20 min。取出放于冰箱備用。

菌種準備：在已滅菌的長試管中倒入10 mL LB培養(yǎng)基，在無菌條件下，加入大腸桿菌10 μL，加蓋后放于恒溫振蕩器中連續(xù)培養(yǎng)（約12 h），后用25%的甘油稀釋1倍，用2 mL離心管分裝放于-70℃冷藏備用。

抑菌實驗：采用光電比濁法。取10 mL LB培養(yǎng)基置于已滅菌的長試管中，加入1 mL 2500 μg·mL－1（用少量DMSO溶解樣品）供試藥劑，用接種針小心地取10 μL大腸桿菌菌液加在試管中，然后加蓋并標記，置于36.5℃恒溫振蕩器中培養(yǎng)。以培養(yǎng)基+無菌水+菌做對照。每隔2 h測一次各樣的OD值。

2 結(jié)果與討論

2.1 配合物的熱穩(wěn)定性

配合物在四個不同升溫速率下的TG-DTG曲線見圖l。從TG曲線可以看出，在升溫速率為5℃·min-1時，配合物的熱分解過程大體上分為3個階段，隨著升溫速率增大，第二階段和第三階段的區(qū)分越來越小。但是從DTG曲線還是可以將第二階段和第三階段區(qū)分開來，表現(xiàn)為DTG曲線有3個較為明顯的失重峰。

圖1 配合物的TG-DTG曲線

2.2 生物活性實驗

2.2.1 配合物對小麥銹病孢子的抑制

藥劑對孢子的抑制機制大概相同，表現(xiàn)為4種情況：孢子不萌發(fā)；孢子萌發(fā)后芽管變畸形；孢子內(nèi)部黃色營養(yǎng)物分布不均勻，不能正常生長；孢子機體本身分解。

配合物對小麥銹病孢子萌發(fā)的抑制結(jié)果見表1。由表1可以看出，樣品在最大濃度為2500 μg·mL－1對銹病菌孢子的抑制率幾乎達到100%，隨著藥劑濃度梯度的降低抑制率不同幅度的減小。

表1 配合物對銹病菌孢子萌發(fā)的抑制率

2.2.2 配合物對大腸桿菌的抑制

當光線通過微生物懸液時，由于細菌的散射及吸收作用，使光線的透過量降低，在一定范圍內(nèi)，細菌濃度與透光度成反比。在有、無配合物存在下的大腸桿菌的OD值和大腸桿菌的生長情況見表2。由表2可見，在配合物存在下，大腸桿菌的生長明顯減慢，說明配合物對大腸桿菌有顯著的抑制效果。配合物對大腸桿菌的抑制率在2 h達到最大值64.0%，隨后逐漸減小。

表2 配合物對大腸桿菌生長速率的抑制

3 結(jié)論

合成了異煙酸釹（Ⅲ）配合物，研究了配合物的熱穩(wěn)定性能，測定了配合物對小麥條銹病菌和大腸桿菌的抑制活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，配合物對兩種病菌都有較好的抑制效果。

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（責任編輯：張國春）

A Study on Thermal Stability and Biological Activity of Isonicotinic Acid Neodym ium Com p lexes

CHEN Feng-ying，JIN Zhen-guo
（College of Chemical Engineering and Modern Materials/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo University,Shangluo 726000,Shaanxi）

The title compound[Nd(C6H4O2N)3(H2O)2]was synthesized by the reaction of neodymium nitrate and isonicotinic acid.The crystal structure and composition of the compound were determined by elementary analysis,IR,single crystal X-ray diffraction and comparison with relevant literatures.In addition,antibacterial activities of the complex against wheat rust and coliform were investigated by spore sprout method and turbidimetry/spectrometry.

isonicotinic acid;complex;wheat rust;coliform

O641.4

A

1674-0033（2015）06-0024-03

10.13440/j.slxy.1674-0033.2015.06.006

2015-06-23

陜西省教育廳專項科研計劃項目（15JK1217）

陳鳳英，女，河南西平人，碩士，副教授