Σύνθεση, χαρακτηρισμός του συμπλόκου του Mn(II) με υποκαταστάτες την τριαιθανολαμίνη και το θειοφαίνυλο-2-καρβοξυλικό οξύ και αναλυτικές εφαρμογές του σε ηλεκτροχημικούς (βιο)αισθητήρες

Abstract

This thesis describes the synthesis and stereochemical characterization of a novel Mn(II) complex with the ligands thiophenyl-2-carboxylic acid and triethanolamine. The complex was found to be seven coordinate capped prismatic. Thereafter, an electrochemical study of the complex was conducted with the techniques of the cyclic, differential and square wave pulse voltammetry at a carbon paste electrode. The electrochemical results revealed that manganese complex had a potential antioxidant and superoxide dismutase biomimetic actions. Therefore, the antioxidant capacity of the complex towards the most important oxidative agents was tested. The same results guided the research on the investigation of the interaction mode between this compound and double stranded calf thymus DNA and spectrophotometric, fluorimetric and electrochemical studies gave evidence that they interacted by intercalation. This fact has prompted the research on the use of the complex as hybridization indicator and its application to bioassay for determining a sequence of oligonucleotides corresponding to the hepatitis B virus using the technique of adsorptive differential pulse transfer voltammetry at a carbon paste electrode. In addition, electrochemical experiments revealed that the complex formed a stable film onto the electrode’s surface and thus used for further modifications of the working electrode. Further, the modified electrode was successfully utilized in the fabrication of a DNA electrochemical biosensor. Finally, the modified electrode itself was also used in the analytical determination of vitamin B12 with excellent analytical features.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή περιγράφει τη σύνθεση και το στερεοχημικό χαρακτηρισμό ενός πρωτότυπου συμπλόκου του Mn(II) με υποκαταστάτες το θειοφαινυλ-2-καρβοξυλικό οξύ και την τριαιθανολαμίνη. Το σύμπλοκο εμφανίζει τη σπάνια στερεοχημεία του επικαλλυμένου τριγωνικού πρίσματος με αριθμό συναρμογής 7. Πραγματοποιήθηκε ηλεκτροχημική μελέτη του συμπλόκου με τις τεχνικές της κυκλικής, της διαφορικής παλμικής και του τετραγωνικού παλμού βολταμμετρίας σε ηλεκτρόδιο πάστας άνθρακα. Τα αποτελέσματά ήταν ενδεικτικά της πιθανής αντιοξειδωτικής και βιομιμητικής δράσης του ως προς την υπεροξειδική δισμουτάση. Έτσι, η ηλεκτροχημική μελέτη οδήγησε στην περαιτέρω εξέταση της αντιοξειδωτικής δράσης του συμπλόκου, η οποία και επιβεβαιώθηκε. Τα ίδια αποτελέσματα προσανατόλισαν την έρευνα στη διερεύνηση της αλληλεπίδρασης της συγκεκριμένης ένωσης με δίκλωνο DNA από θύμο αδένα βοοειδούς και αποδείχτηκε φασματοφωτομετρικά, φθορισμομετρικά και ηλεκτροχημικά, ότι αλληλεπιδρούν και μάλιστα το σύμπλοκο δρα ως παρεμβόλιμη ουσία. Κατά συνέπεια, το σύμπλοκο χρησιμοποιήθηκε ως δείκτης υβριδισμού στον προσδιορισμό μιας αλληλουχίας ολιγονουκλεοτιδίων, που αντιστοιχούν στον ιό της ηπατίτιδας Β με την τεχνική της προσροφητικής αναδιαλυτικής βολταμμετρίας αλλαγής μέσου σε ηλεκτρόδιο πάστας άνθρακα με εξαιρετικά αναλυτικά χαρακτηριστικά. Επιπροσθέτως, από την ηλεκτροχημική μελέτη αποκαλύφθηκε ότι το σύμπλοκο σχηματίζει πολυμερική στιβάδα πάνω στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και έτσι εφαρμόστηκε στην τροποποίηση του ηλεκτροδίου και στην κατασκευή ενός ηλεκτροχημικού βιοαισθητήρα DNA. Κλείνοντας, το μορφοποιημένο με σύμπλοκο ηλεκτρόδιο χρησιμοποιήθηκε και στον αναλυτικό προσδιορισμό της βιταμίνης Β12.