新型铜(II)配位聚合物的合成、结构分析与抗癌活性研究：从分子设计到细胞毒性评估

本研究针对铂类抗癌药物耐药性与毒副作用问题，设计合成两种新型Cu(II)配位聚合物[Cu(L)(NCS)]n (1)和[Cu(L)Cl(H2O)]n·nH2O (2)。通过X射线单晶衍射证实其空间群差异（P2?/c与P2?/n），DFT计算显示1具有更优结合能。细胞实验表明两者对DL癌细胞具选择性毒性，为开发铜基抗癌药物提供新思路。

　　

癌症作为21世纪最致命的非传染性疾病，全球每年造成约1000万人死亡，传统铂类药物存在严重毒副作用和耐药性问题。铜作为人体必需微量元素，其配合物可通过诱导活性氧(ROS)产生和铜死亡(cuproptosis)等机制发挥抗癌作用，这促使科学家探索新型铜基抗癌药物。

印度政府资助的Cotton University研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表研究，设计合成基于N′-(吡啶-2-亚甲基)烟酰肼(HL)配体的两种铜(II)配位聚合物。通过元素分析、FT-IR、质谱和单晶X射线衍射进行表征，结合Hirshfeld表面分析和DFT计算揭示结构特性，并评估其对Dalton淋巴瘤(DL)细胞和健康外周血单核细胞(PBMCs)的细胞毒性。

关键技术包括：单晶X射线衍射解析晶体结构（PANalytical EMPYREAN仪器），FT-IR光谱分析配位模式（Perkin-Elmer光谱仪），DFT理论计算评估结合能，以及MTT法检测细胞毒性（DL癌细胞和PBMCs双模型）。

【材料与物理测量】
使用CuKα辐射测定PXRD图谱，Thermo Scientific质谱仪进行质谱分析，元素分析精度达±0.3%。

【FT-IR光谱表征】
配合物1在2088 cm^-1出现硫氰酸根特征峰，配合物2的υ(C=O)红移证实配体去质子化配位。

【晶体结构分析】
单晶衍射显示：1为单斜晶系P2?/c空间群，Cu(II)呈畸变四方锥几何；2为P2?/n空间群，呈现畸变八面体构型。配体通过吡啶氮和酰基氧双齿配位形成一维链状聚合物。

【Hirshfeld表面分析】
2D指纹图显示1中H···H接触占52.6%，而2中O···H作用达31.2%，揭示不同分子间作用模式。

【DFT研究】
B3LYP/6-31G(d)计算表明1的配位能(-4.25 eV)低于2(-3.98 eV)，与实验合成产率(1:78% vs 2:65%)相符。

【细胞毒性评估】
1对DL细胞IC₅₀为12.5 μM，显著低于配体HL(45 μM)，且对PBMCs毒性较低(IC₅₀>100 μM)，显示选择性抗癌潜力。

该研究证实铜(II)配位聚合物可通过调控几何构型增强抗癌活性。配合物1的畸变四方锥结构更利于与生物靶点相互作用，其硫氰酸根配位可能增强膜穿透性。与临床候选药物Casiopeina系列相比，本研究化合物对正常细胞毒性更低，为开发高选择性抗癌药物提供新策略。值得注意的是，铜配合物诱导的氧化应激和铜死亡机制可能与其空间构型相关，这为后续作用机制研究指明方向。

（注：所有数据均来自原文，作者包括Sourav Nath、Werner Kaminsky等，单位涉及Cotton University和土耳其科研机构，未引用文献标注和图表编号）