氟/硝基取代席夫碱镍(II)配合物的理论计算、DNA/BSA相互作用及细胞毒性研究

本研究针对抗癌药物设计中DNA/BSA靶向相互作用机制不明确的问题，通过DFT理论计算与实验结合，设计合成氟(H2L1)/硝基(H2L2)取代席夫碱镍配合物(NiL1/NiL2)。研究发现NiL1具有更高DNA结合常数(Kb=9.35×105 M-1)和选择性癌细胞毒性，为抗癌药物开发提供新思路。

　　

在癌症治疗领域，金属配合物因其独特的DNA靶向能力备受关注。席夫碱(Schiff base)作为经典配体，其电子效应可显著调控金属配合物的生物活性。然而，如何通过理性设计获得兼具高靶向性和低毒性的抗癌药物仍是重大挑战。维尔洛理工学院的研究团队在《Journal of the Indian Chemical Society》发表的研究，为这一难题提供了创新解决方案。

研究采用DFT(密度泛函理论)计算与实验验证相结合的策略。通过B3LYP/6-311G(d,p)/LanL2DZ ECP方法优化结构，计算NBO(自然键轨道)和NLO(非线性光学)参数；采用UV-Vis和荧光光谱分析DNA/BSA相互作用；运用分子对接明确结合位点；通过MTT法评估HepG2肝癌细胞毒性。

Materials, chemicals, and physical measurements
研究使用4-氟/硝基邻苯二胺与5-氟水杨醛合成配体，与Ni(NO₃)₂·6H₂O反应获得目标配合物。

UV-Visible
配合物的n-π*跃迁蓝移现象证实配位作用，NiL1在379 nm的特征吸收为电子转移提供证据。

DNA binding - UV study
NiL1展现更强DNA结合能力，其K_b值达9.35×10⁵ M^-1，显著高于NiL2，表明氟取代增强相互作用。

Docking analysis of DNA/BSA
分子对接显示配合物通过沟槽结合模式与DNA作用，与BSA的Trp残基形成氢键。

DNA Cleavage
凝胶电泳证实NiL1能有效切割pBR322质粒DNA，将超螺旋结构转化为开环形式。

Cytotoxicity
MTT实验显示NiL1对HepG2细胞的IC₅₀显著低于正常细胞，体现选择性抗癌潜力。

Conclusion
该研究通过系统论证电子效应对生物活性的调控规律，发现氟取代镍配合物(NiL1)具有最优DNA/BSA结合能力和抗癌选择性。其创新性体现在：首次揭示氟/硝基取代对N₂O₂型镍配合物生物活性的差异化影响；建立DFT参数与抗癌活性的相关性；为开发低毒高效抗癌药物提供理论依据。ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)分析证实其类药性，具有重要转化医学价值。