钴/铜/铁-腺嘌呤-邻菲罗啉多核配合物的合成表征及抗肿瘤活性研究

【编辑推荐】为解决铂类抗癌药物毒副作用大、易耐药等问题，研究人员设计合成了7种含腺嘌呤(L1H)和邻菲罗啉(L2)配体的多核Co/Cu/Fe配合物。通过X射线衍射、FT-IR等技术解析结构，MTT实验显示部分化合物对Caco-2（IC50 204-359 μM）和AsPC-1（IC50 248-851 μM）癌细胞具有中等活性，证实配体结合方式对细胞毒性起决定性作用，为开发新型金属抗癌药物提供了结构设计依据。

　　

癌症作为全球第二大死因，每年导致超千万人死亡，预计204年病例将突破300万例。尽管顺铂(cisplatin)及其衍生物在临床广泛应用，但严重的毒副作用和耐药性问题亟待解决。在此背景下，寻找具有更高选择性和更低毒性的过渡金属抗癌药物成为研究热点。葡萄牙阿威罗大学的研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表论文，系统研究了钴(Co)、铜(Cu)、铁(Fe)与腺嘌呤(adenine, L1H)、邻菲罗啉(1,10-phenanthroline, L2)构建的多核配合物的抗肿瘤活性。

研究采用单晶X射线衍射(SCXRD)解析了7种配合物的三维结构，其中化合物1-3为双核/四核钴配合物[Co₂(μ-L1H)(μ-L1)(L2)₂(μ-OH)₂]和[Co₄(μ-L1H)(μ-L1)(L2)₄(μ-OH)₂(H₂O)₄Cl₂]，4-6为腺嘌呤铜配合物如[Cu₂(μ-L1H)₂Cl₂]，7为邻菲罗啉铁配合物[Fe₂(μ-O)(L2)₂(H₂O)₆]。通过粉末X射线衍射(PXRD)、热重分析(TGA)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进行系统表征，并采用MTT法评估了其对结直肠腺癌(Caco-2)和胰腺癌(AsPC-1)细胞的抑制活性。

Materials and measurements
研究使用铜/钴硝酸盐/氯化物、腺嘌呤和邻菲罗啉为原料，通过溶液法合成晶体。元素分析采用Truspec 630-200-200分析仪，FT-IR光谱范围4000-400 cm^-1，UV-Vis使用1 cm比色皿测定。

Results and discussion
晶体结构显示腺嘌呤通过N3/N9原子以双齿桥联模式连接金属中心，在1-3中与邻菲罗啉共同配位形成独特三维网络。氢键分析表明腺嘌呤氨基参与分子间相互作用，可能影响生物活性。MTT实验显示含双配体的钴配合物1对Caco-2细胞活性最佳(IC₅₀=204 μM)，而单配体铜配合物6对AsPC-1细胞活性最弱(IC₅₀=851 μM)。

Conclusions
研究发现配体组合方式而非金属类型决定细胞毒性：含腺嘌呤-邻菲罗啉双配体的钴配合物活性显著高于单配体体系。腺嘌呤通过N3/N9桥联形成多核结构的特点，以及邻菲罗啉的π-π堆积能力共同影响抗肿瘤效果。尽管活性暂未超越顺铂，但为设计多靶点金属药物提供了新思路——通过调控配体空间排列和氢键网络可优化生物活性。

该工作由Paula Brand?o团队完成，获得CICECO-Aveiro材料研究所项目支持(UIDB/50011/2020)。晶体结构数据已存入剑桥晶体学数据中心(CCDC 2440268-2440274)。研究证实多核金属配合物在克服传统化疗药物缺陷方面具有独特优势，未来可通过修饰配体结构进一步提升选择性和活性。