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CN117242084B - 含过渡金属络合物或氧化还原聚合物的电化学生物传感器或用于电化学生物传感器的传感膜 - Google Patents
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CN117242084B - 含过渡金属络合物或氧化还原聚合物的电化学生物传感器或用于电化学生物传感器的传感膜 - Google Patents

含过渡金属络合物或氧化还原聚合物的电化学生物传感器或用于电化学生物传感器的传感膜

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Abstract

本发明涉及：具有双齿配体的过渡金属络合物，该双齿配体包括吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑等，其中过渡金属络合物可用作连续血糖监测仪等中的电子转移介质，用于测量血糖浓度；以及包含其的氧化还原聚合物。过渡金属络合物和氧化还原聚合物可以在酶和电极之间快速且平稳地交换电子，并因此可以有效地用于连续血糖生物传感器。

Description

含过渡金属络合物或氧化还原聚合物的电化学生物传感器或 用于电化学生物传感器的传感膜
技术领域
本发明涉及具有包含吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑等的双齿配体的过渡金属络合物和利用该过渡金属络合物的电化学生物传感器。
背景技术
近年来，从医学领域到环境和食品领域，人们对开发用于目标分析物的定量和定性分析的生物传感器的兴趣与日俱增。尤其是，利用酶的生物传感器是用于通过使用活生物体的功能性物质或其中诸如微生物等活生物体与特定物质敏感反应的生物检测功能来选择性地检测和测量样品中包含的化学物质的化学传感器，并且大部分已经被开发用于医学测量用途，此外，在食品工程和环境测量领域的应用中研究也在积极进行。
定期测量血糖在糖尿病管理中非常重要，因此，正在制造各种血糖仪，以便使用便携式测量仪器可以容易地测量血糖。这种生物传感器的操作原理基于光学方法或电化学方法，并且不同于通过传统光学方法的生物传感器，这种电化学生物传感器能够减少氧的影响，并且具有即使样品是混浊的也能够在不单独再处理样品的情况下使用的优点。因此，具有准确度和精密度的各种电化学生物传感器被广泛使用。
目前商业化的电化学血糖传感器主要使用酶电极，更具体地，具有其中通过化学或物理方法将葡萄糖氧化酶固定在可以转换电信号的电极上的结构。这种电化学血糖传感器基于通过测量当诸如血液等的分析物中的葡萄糖被酶氧化时通过转移电子而产生的电流来测量分析物中葡萄糖浓度的原理。在使用酶电极的生物传感器的情况下，由于与酶的活性中心的距离太远，导致不容易将底物被氧化成电极时产生的电子直接转移的问题。因此，为了容易地进行这种电子转移反应，必须需要氧化还原介质，即电子转移介质。因此，最显著地确定测量血糖的电化学生物传感器的特性的是要使用的酶的类型和电子转移介质的特性。
在采血血糖传感器的发展趋势中，为了阻断由于取决于血液(静脉血、毛细管血等)的氧分压(pO2)的差异而导致的测量值的变化，将其转换为使用GDH(其中从酶反应中排除氧)，而不是GOX(其中氧参与与血液中葡萄糖的酶促反应)，并且在电子转移介质的情况下，代替具有取决于湿度的敏感稳定性的铁氰化物，它已被取决于温度和湿度具有优异稳定性的有机化合物比如醌衍生物(菲咯啉醌、醌二亚胺等)或有机金属化合物比如锇络合物所取代。
最常用的电子转移介质包括铁氰化钾[K3Fe(CN)6]，并且由于价格低廉且反应性强，它适用于所有使用FAD-GOX、PQQ-GDH或FAD-GDH的传感器。然而，使用这种电子转移介质的传感器由于血液中存在的诸如尿酸或龙胆酸的干扰物质而具有测量误差，并且容易因温度和湿度而劣化，因此在制造和储存时应特别注意，并且由于长期储存后背景电流的变化，难以准确检测低浓度的葡萄糖。
氯化六氨合钌[Ru(NH3)6Cl3]比铁氰化物具有更高的氧化还原稳定性，因此，使用这种电子转移介质的生物传感器具有易于制造和存储，以及即使在长期存储期间由于背景电流变化小而具有高稳定性的优点，但是由于反应性与FAD-GDH的使用不匹配，因此存在难以将其制造为商业上有用的传感器的缺点。
此外，在使用这种生物传感器时，用少量样本准确获得快速测量值在最大化用户便利性方面是一个非常重要的问题。
因此，仍然需要开发一种新的电子转移介质，该电子转移介质可以克服传统电子转移介质的缺点并缩短测量时间。
另一方面，连续血糖监测(CGM)系统用于通过连续观察血糖来管理诸如糖尿病的疾病，但是在传统的酶传感器中，从指尖采血在采血过程中由于针头而引起显著的疼痛，所以测量频率有限，因此不能用于这种CGM。为了解决这些问题，最近开发了可以附着在体内并最大限度地减少侵入的改进型酶传感器。在血糖监测酶传感器的情况下，由于传感器的一部分进入人体，因此通过用诸如聚乙烯基吡啶或聚乙烯基咪唑等聚合物固定来防止由电子转移介质在人体中的损失引起的问题，使得包含如上所述的过渡金属等的电子转移介质被人体吸收并引起毒性和副作用。
因此，为了开发适用于CGMS传感器的新型电子转移介质，常规上，酶传感器的氧化还原聚合物主要通过将包含联吡啶和联咪唑配体的过渡金属电子转移介质固定在聚合物骨架上来制备和使用。在这种背景下，本发明的发明人已经证实，当具有双齿配体的过渡金属络合物除了联吡啶和联咪唑配体之外还包含包括包含吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑等的杂环化合物时，可以满足所有上述要求，从而完成本发明。
发明内容
技术问题
本发明提供了过渡金属络合物或其盐化合物，其具有包含杂环结构(比如吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑等)的双齿配体，其中各种衍生物的合成和官能团的引入是容易的。
在一个实施方式中，过渡金属络合物可以是具有双齿配体的过渡金属络合物或其盐化合物，该双齿配体包含：吡啶；和选自由吡唑、三唑、四唑、噁二唑和噻二唑组成的组中的一种结构。
本发明的另一个目的是提供包含过渡金属络合物或其盐化合物的氧化还原聚合物。
本发明的另一个目的是向装置提供过渡金属络合物或其盐化合物和/或包含该过渡金属络合物或其盐化合物的氧化还原聚合物。
在一个实施方式中，该装置可以是用于电子转移介质的装置，尤其是电化学生物传感器。在一个实施方式中，该装置可以被插入体内。在一个实施方式中，电化学生物传感器可以是血糖传感器。
本发明的另一个目的是提供用于电化学生物传感器的传感膜，其包括能够氧化还原液体生物样品的酶；和过渡金属络合物或其盐化合物和/或包含该过渡金属络合物或其盐化合物的氧化还原聚合物。
技术方案
在一个方面，本发明提供了具有双齿(下文中也称为“双齿”)的过渡金属络合物或其盐化合物，该双齿包含：吡啶；和选自由吡唑、三唑、四唑、噁二唑和噻二唑组成的组中的一种结构。
具体地，该过渡金属络合物可以是以下化学式1的化合物。
[化学式1]
[M(L)a(X1)b]c d(X2)
在该式中，
M是选自由Fe、Ru和Os组成的组中的一种过渡金属，且
L是包含下述的双齿配体：吡啶；和选自由吡唑、三唑、四唑、噁二唑和噻二唑组成的组中的一种结构，并且
a是2或3，且
X1是选自由F、Cl、Br和I组成的组中的一种卤原子，且
b是0、1或2，且
c是选自1至3的整数(例如，1、2或3)，且
X2是选自由F、Cl、Br、I和PF6组成的组中的一种抗衡离子，且
d是0、1或2。
在下文中，将详细描述本发明。
除非另有限定，否则本发明中使用的所有技术术语都具有与本发明相关的领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，在本说明书中，描述了优选的方法或样品，但与之类似或等效的方法或样品也包括在本发明的范围内。此外，即使没有指定，本说明书中描述的数值也被认为包括“约”的含义。在本说明书中作为参考描述的所有出版物的内容通过引用以其整体并入本说明书中。
将详细描述在本说明书中使用的基团的定义。除非另有规定，否则每个基团具有以下定义，并且以本领域技术人员通常理解的相同意义使用。
在本发明中，“卤代”或“卤素”意指例如氟、氯、溴和碘。
在本说明书中，“烷基”意指脂肪族烃自由基，并且包括所有直链或支链烃自由基。例如，具有1至6个碳原子的脂族烃包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、1-乙基丙基、己基、异己基、1,1-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基和2-乙基丁基，但不限于此。除非另有限定，否则烷基可意指具有1至6个碳原子、1至5个碳原子、1至4个碳原子、1至3个碳原子、1至2个碳原子、2至6个碳原子、2至5个碳原子、2至4个碳原子、2至3个碳原子、3至6个碳原子、3至5个碳原子、3至4个碳原子、1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子、4个碳原子、5个碳原子或6个碳原子的烷基。
在本说明书中，“烷氧基”表示-O-烷基或烷基-O-基，并且在本文中，烷基与以上限定的相同。例如，包括诸如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基和叔丁氧基的基团，但不限于此。烷氧基可被至少一个合适的基团取代或未被取代。
在本说明书中，术语“羟基(hydroxy)”或“羟基(hydroxyl)”单独或与另一术语组合意指-OH。
在本说明书中，“氨基”表示-NH2，并且“硝基”表示-NO2。
在本说明书中，“芳基”是指具有例如6至20个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子的单价芳环，其通过在母体芳环体系中的一个碳原子中去除一个氢原子而生成。芳基可包括包含与饱和或部分不饱和环稠合的芳环的双环自由基。示例性芳基可包括由苯(苯基)、取代的苯基、联苯基、萘基、四氢萘基、芴基、甲苯基(toluyl)、萘基、蒽基、茚基、茚满基等生成的基团，但不限于此。芳基可被至少一个合适的基团取代或未被取代。
在本说明书中，除非特别提及，否则“取代”可以是至少一个氢原子被选自由下述组成的组中的一种至三种取代：卤原子(例如F、Cl、Br或I)、氰基、羟基、硫基、硝基、氨基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、氧(oxo)基、羰基、氨甲酰基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、具有1至6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的卤代烷基、具有2至6个碳原子的烯基、具有2至6个碳原子的卤代烯基、具有2至6个碳原子的炔基、具有2至6个碳原子的卤代炔基、具有1至6个碳原子的烷氧基、具有1至6个碳原子的卤代烷氧基、具有1至6个碳原子的烷硫基、具有3至20个碳原子的环烷基、5元至12元杂环烷基、5元至12元杂芳基、具有6至10个碳原子的芳基、具有6至10个碳原子的芳氧基和具有6至10个碳原子的芳硫基。
本说明书中提供的过渡金属络合物可以是以下化学式1的化合物。
[化学式1]
[M(L)a(X1)b]c d(X2)
在该式中，
M是选自由Fe、Ru和Os组成的组中的一种过渡金属，且
L是包含下述的双齿配体：吡啶；和选自由吡唑、三唑、四唑、噁二唑和噻二唑组成的组中的一种结构，并且
a是2或3，且
X1是选自由F、Cl、Br和I组成的组中的一种卤原子，且
b是0、1或2，且
c是选自1至3的整数(例如，1、2或3)，且
X2是选自由F、Cl、Br、I和PF6组成的组中的一种抗衡离子，且
d是0、1或2。
吡啶可以是未取代的，或者被选自由C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基和C1-4烷基氨基组成的组中的至少一种(例如1至4种、1种、2种、3种或4种)取代。
吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑可以各自是未取代的，或者被选自由C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基、和C1-4烷基氨基组成的组中的至少一种(例如1至3种、1种、2种或3种)取代。
R’4可以是氢或者取代或未取代的C1-4烷基，并且n’可以是选自1至4的整数，例如1、2、3或4。
C1-4烷基、烷氧基或烷基氨基可意指具有1至4个、1至3个、1至2个、2至4个、2至3个、3至4个、1个、2个、3个或4个碳原子的烷基、烷氧基或烷基氨基。
C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基或C1-4烷基氨基可以是未取代的或取代的。在取代的C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基或C1-4烷基氨基中，氢原子可以被下述取代：F、Cl、Br或I的卤原子、氰基、羟基、硫基、硝基、氨基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、氧基、羰基、氨甲酰基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐或者磷酸或其盐。
具体地，过渡金属络合物可以是以下化学式2的化合物。
[化学式2]
在该式中，
R1、R2、R3和R4各自独立地是氢、C1-4烷基、C1-4烷氧基、(CH2)-O-C1-4烷基、(CH2CH2)O-C1-4烷基或C1-4烷基氨基，且
n为0，且
W’、Y’、Z’和V’中的至少一个是氮(N)，且
W’是氮(N)或碳(C)，且
Y’、Z’和V’各自独立地是氮(N)、硫(S)、氧(O)或碳(C)，并且
R’1、R’2和R’3各自独立地是氢、C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4烷基、或C1-4烷基氨基，且
虚线意指键合或无键合，且
R’4可以是氢或者取代或未取代的C1-4烷基，且
n’可以是选自1至4的整数，例如1、2、3或4，且
M、a、X1、b、c、X2和d如以上化学式1中所限定。
C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基或C1-4烷基氨基可以分别是未取代的或取代的，并且取代的情况如上所述。
具体地，过渡金属络合物可以是选自以下化学式3至化学式25的化合物。
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
在一个实施方式中，根据本发明的过渡金属络合物可以包括处于氧化态的过渡金属络合物，尤其是三价锇络合物或二价锇络合物。作为用于氧化处理的氧化剂，可以使用常用的氧化剂。氧化剂的实例可以是选自由NaOCl、H2O2、O2、O3、PbO2、MnO2、KMnO4、ClO2、F2、Cl2、H2CrO4、N2O、Ag2O、OsO4、H2S2O8、硝酸铈铵(CAN)、氯铬酸吡啶鎓和2,2’-联吡啶二硫醚组成的组中的至少一种。此外，当过渡金属络合物包括氧化态和还原态的化合物时，可以通过氧化处理提供氧化态的过渡金属络合物或其盐化合物。
根据本发明的过渡金属络合物可以是合适的抗衡离子和/或具有离子的盐化合物的形式，并且盐化合物可以在水、水溶液或有机溶剂中具有高溶解度。在盐化合物中，当其由小的抗衡阴离子比如F-、Cl-和Br-等组成时，它往往在水或水溶液中具有高溶解度，而当其由大的抗衡阴离子比如六氟磷酸盐(PF6 -)和四氟硼酸盐(BF4 -)等组成时，其往往在有机溶剂中具有高溶解度。抗衡阴离子的实例可以是选自由下述组成的组中的至少一种：选自由F、Cl、Br和I组成的组中的卤化物，六氟磷酸盐，和四氟硼酸盐。
在另一方面，本发明提供了氧化还原聚合物，其包含过渡金属络合物或其盐化合物，并包含聚合物骨架，比如聚乙烯基咪唑(PVI)和聚乙烯基吡啶(PVP)等。
具体地，氧化还原聚合物可以是以下化学式26或化学式27的化合物：
[化学式26]
[化学式27]
在该式中，
M是选自由Fe、Ru和Os组成的组中的一种过渡金属，且
L是包含下述的双齿配体：吡啶；和选自由吡唑、三唑、四唑、噁二唑和噻二唑组成的组中的一种结构，且
a是2或3，且
X1是选自由F、Cl、Br和I组成的组中的一种卤原子，且
X2是选自由F、Cl、Br、I和PF6组成的组中的一种抗衡离子，且
m或o分别是选自10至600的整数。
吡啶可以是未取代的，或者被选自由C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基和C1-4烷基氨基组成的组中的至少一种(例如，1种、2种、3种或4种)取代。
吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑可以是未取代的，或者被选自由C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基、和C1-4烷基氨基组成的组中的至少一种(例如，1种、2种或3种)取代。
具体地，氧化还原聚合物可以是选自以下化学式28至化学式45的化合物：
[化学式28]
[化学式29]
[化学式30]
[化学式31]
[化学式32]
[化学式33]
[化学式34]
[化学式35]
[化学式36]
[化学式37]
[化学式38]
[化学式39]
[化学式40]
[化学式41]
[化学式42]
[化学式43]
[化学式44]
[化学式45]
在该式中，
m或o与上述化学式26或化学式27中所限定的相同。
在另一方面，在本发明中，氧化还原聚合物进一步包括可交联官能团，并且可以是以下化学式46或化学式47的化合物。
[化学式46]
[化学式47]
在该式中，
M是选自由Fe、Ru、Os、Rh和Ir组成的组中的一种过渡金属，
L是包含下述的双齿配体：吡啶；和选自由吡唑、三唑、四唑、噁二唑和噻二唑组成的组中的一种结构，且
a是2或3，并且
X1是选自由F、Cl、Br和I组成的组中的一种卤原子，且
X2是选自由F、Cl、Br、I和PF6组成的组中的一种抗衡离子，且
AD是选自由伯胺基和仲胺基、铵基、卤素基、环氧基、叠氮基、丙烯酸酯基、烯基、炔基、硫基、异氰酸酯基、醇基、硅烷基和组成的组中的一个，且
R5’是氢或者取代或未取代的C1-4烷基，且
N”是选自1到4的整数，且
q是选自1至10的整数，且
m、o或p分别是选自10至600的整数。
吡啶可以是未取代的，或者被选自由C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基和C1-4烷基氨基组成的组中的至少一种(例如，1种、2种、3种或4种)取代。
吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑可以是未取代的，或者分别被选自由C1-4烷基、C1-4烷氧基、-(CH2)-O-C1-4烷基、-(CH2CH2)-O-C1-4-烷基、和C1-4烷基氨基组成的组中的至少一种(例如，1种、2种或3种)取代。
具体地，氧化还原聚合物可以是选自以下化学式48至化学式60的化合物。
[化学式48]
[化学式49]
[化学式50]
[化学式51]
[化学式52]
[化学式53]
[化学式54]
[化学式55]
[化学式56]
[化学式57]
[化学式58]
[化学式59]
[化学式60]
另一方面提供了包含下述的装置：过渡金属络合物或其盐化合物；或氧化还原聚合物。
在一个实施方式中，该装置可以是电化学生物传感器。
在一个实施方式中，该装置可以被插入体内，并且具体地，可以是可插入体内的电化学生物传感器。
在一个实施方式中，电化学生物传感器可以是血糖传感器，例如，电化学葡萄糖(血糖)传感器。
在一个实施方式中，电化学生物传感器可以是连续血糖监测传感器。
作为连续血糖监测传感器的组合物，本发明可以包括例如电极、绝缘体、基板、包括氧化还原聚合物和氧化还原酶的感测层、扩散层和保护层等。在电极的情况下，可以包括2种电极，比如工作电极和对电极，并且可以包括3种电极，比如工作电极、对电极和参比电极。
在一个实施方式中，根据本发明的生物传感器可以是通过在具有至少两个、优选两个或三个电极的基板上施加包含下述的试剂组合物之后进行干燥制造的电化学生物传感器：过渡金属络合物或其盐化合物；或氧化还原聚合物，以及能够氧化还原液体生物样品的酶。
例如，一种平面电化学生物传感器，其特征在于工作电极和对电极设置在基板的相对侧，并且本发明的包括过渡金属络合物或氧化还原聚合物的传感膜层压在工作电极上，并且在电化学生物传感器中，绝缘体、扩散层和保护层按顺序层压在其中配备有工作电极和对电极的基板的两侧上。
作为一个具体方面，基板可以由选自由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)和PI(聚酰亚胺)组成的组中的至少一种材料制成。
另外，作为工作电极，可以使用碳、金、铂、银或银/氯化银电极。
此外，在具有两个电极的电化学生物传感器的情况下，对电极起到参比电极的作用，因此可以使用金、铂、银或银/氯化银电极作为对电极，并且在具有甚至包括参比电极的3个电极的电化学生物传感器的情况下，可以使用金、铂、银或银/氯化银电极作为参比电极，并且可以使用碳电极作为对电极。
作为扩散层，可以使用Nafion、醋酸纤维素和硅酮橡胶，并且作为保护层，可以使用硅酮橡胶、聚氨酯、聚氨酯类共聚物等，但不限于此。
作为非限制性实例，在两个电极的情况下，由于对电极也起参比电极的作用，因此可以使用氯化银或银，并且在三个电极的情形下，可以使用氯化银或银作为参比电极，并且可以使用碳电极作为对电极。
通过改变包含在本发明的试剂组合物中的酶的类型，它可以应用于生物传感器，用于定量分析各种物质，比如胆固醇、乳酸盐、肌酸酐、过氧化氢、醇、氨基酸和谷氨酸盐。
另一方面提供了用于电化学生物传感器的传感膜，其包括能够氧化还原液体生物样品的酶；以及作为电子转移介质的过渡金属络合物或其盐化合物；或氧化还原聚合物。
液体生物样品可以是选自由例如患者的组织液、血液、细胞、血浆、血清、尿液、囊液和唾液组成的组中的一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种或者五种或更多种，但不限于此。
在一个实施方式中，所述酶可以包含选自由脱氢酶、氧化酶和酯酶组成的组中的至少一种氧化还原酶；或
选自由脱氢酶、氧化酶和酯酶组成的组中的至少一种氧化还原酶以及选自由黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和吡咯喹啉醌(PQQ)组成的组中的至少一种辅助因子。
氧化还原酶统称为催化活体的氧化还原反应的酶，并且在本发明中，它意指通过与目标底物(例如，在生物传感器的情况下，是待测目标底物)反应而被还原的酶。这样还原的酶与电子转移介质反应，然后通过测量当时产生的电流的变化等来量化目标底物。可用于本发明的氧化还原酶可以是选自各种脱氢酶、氧化酶和酯酶等组成的组中的至少一种，并且根据用于氧化还原或检测的目标底物，在属于上述酶组的酶中，可以选择并使用利用目标底物作为底物的酶。
更具体地，氧化还原酶可以是选自由葡萄糖脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶、乳酸氧化酶、抗坏血酸氧化酶、醇氧化酶、醇脱氢酶和胆红素氧化酶等组成的组中的至少一种。
另一方面，氧化还原酶可以包括辅助因子，该辅助因子起到存储由氧化还原酶从待测目标底物(例如，目标底物)获取的氢的作用，并且例如，其可以是选自由黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和吡咯喹啉醌(PQQ)等组成的组中的至少一种。
例如，当要测量血糖浓度时，可以使用葡萄糖脱氢酶(GDH)作为氧化还原酶，并且葡萄糖脱氢酶可以是包含FAD作为辅助因子的黄素腺嘌呤二核苷酸-葡萄糖脱氢酶(FAD-GDH)和/或包含FAD-GDH作为辅助因子的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-葡萄糖脱氢酶。
在一个具体实例中，可用的氧化还原酶可以是选自由下述组成的组中的至少一种：FAD-GDH(例如，EC 1.1.99.10等)、NAD-GDH(例如，EC 1.1.1.47等)、PQQ-GDH(如，EC1.1.5.2等)、谷氨酸脱氢酶(如，1.4.1.2等)、葡萄糖氧化酶(例如，EC 1.1.3.4等)、胆固醇氧化酶(例如，EC 1.1.3.4等)、胆固醇酯化酶(例如，EC 3.1.1.13等)、乳酸氧化酶(例如，EC 1.1.3.2等)、抗坏血酸氧化酶(例如，EC 1.10.3.3等)、醇氧化酶(例如，EC 1.1.3.13等)、醇脱氢酶(例如，EC 1.1.1.1等)和胆红素氧化酶(例如EC 1.3.3.5等)等。
最优选地，氧化还原酶是葡萄糖脱氢酶，其在37℃的缓冲溶液中可以保持70％或更高的活性1周。
基于100重量份的氧化还原酶，根据本发明的传感膜可以包含20至700重量份，例如60至700重量份，或30至340重量份的氧化还原聚合物。氧化还原聚合物的含量可以根据氧化还原酶的活性适当调节。
此外，根据本发明的传感膜可以进一步包含碳纳米管，以提高膜性能。具体地，当与过渡金属络合物(尤其是锇)一起使用时，随着电子转移速度的增加，碳纳米管可以进一步提高传感膜的性能。
另外，根据本发明的传感膜可以进一步包括交联剂。
另一方面，根据本发明的传感膜可以另外包含选自由表面活性剂、水溶性聚合物、季铵盐、脂肪酸和增稠剂等组成的组中的至少一种添加剂，用于在溶解试剂期间起分散剂的作用，在制备试剂期间起粘合剂的作用，以及在长期存储期间起稳定剂的作用等。
当组合物被等分时，表面活性剂可以起到使组合物在电极上以均匀厚度均匀铺展和等分的作用。可以使用选自由Triton X-100、十二烷基硫酸钠、全氟辛烷磺酸盐、硬脂酸钠等组成的组中的至少一种作为表面活性剂。基于100重量份的氧化还原酶，根据本发明的试剂组合物可以含有3至25重量份，例如10至25重量份的量的表面活性剂，从而使其能够适当地发挥当试剂等分时试剂可均匀地铺展在电极上并且试剂以均匀的厚度等分的作用。例如，当使用具有700U/mg活性的氧化还原酶时，基于100重量份的氧化还原酶，其可以包含10至25重量份的表面活性剂，并且当氧化还原酶的活性变得高于该值时，表面活性剂的含量可以调节为低于上述范围。
水溶性聚合物是试剂组合物的聚合物载体，并且可以起到帮助酶稳定和分散的作用。可以使用选自由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚全氟磺酸酯、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基纤维素(CMC)、乙酸纤维素和聚酰胺等组成的组中的至少一种作为水溶性聚合物。基于100重量份的氧化还原酶，根据本发明的试剂组合物可以含有10至70重量份，例如30至70重量份的水溶性聚合物，从而充分且适当地表现出帮助氧化还原酶稳定和分散的作用。例如，当使用具有700U/mg活性的氧化还原酶时，基于100重量份的氧化还原酶，其可以包含30至70重量份的水溶性聚合物，并且当氧化还原酶的活性高于该值时，水溶性高分子的含量可以调节为低于上述范围。
水溶性聚合物的重均分子量可以为约2,500g/mol至3,000,000g/mol，例如约5,000g/mol至1,000,000g/mol，从而有效地起到帮助载体和酶的稳定和分散的作用。
增稠剂起到将试剂牢固地附着到电极的作用。可以使用选自由纤维素羟乙基醚(Natrosol)和二乙氨乙基葡聚糖盐酸盐(DEAE-Dextran盐酸盐)等组成的组中的至少一种作为增稠剂。基于100重量份的氧化还原酶，根据本发明的电化学传感器可以包含10至90重量份，例如30至90重量份的增稠剂。例如，当使用具有700U/mg活性的氧化还原酶时，基于100重量份的氧化还原酶，其可以包含30至90重量份的增稠剂，并且当氧化还原酶的活性高于该值时，增稠剂的含量可以调节为低于上述范围。
有益效果
根据本发明的过渡金属络合物和氧化还原聚合物可以根据引入的配体的类型容易地调节电位值，并且配体的尺寸比传统的联吡啶类配体的尺寸小，因而电子转移速度增加，因此，应用其的电化学生物传感器具有快速且经济检测的优点。
附图说明
图1a至图1o是示出了根据本发明的具有包含吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑的双齿配体的过渡金属络合物的电化学特性的循环伏安曲线。
{化学式3(图1a)，化学式4(图1b)，化学式9(图1c)，化学式11(图1d)，化学式14(图1e)，化学式15(图1f)，化学式16(图1g)，化学式17(图1h)，化学式18(图1i)，化学式20(图1j)，化学式22(图1k)，化学式23(图1l)，化学式24(图1m)，化学式25(图1n)，化学式3、化学式4、化学式11、化学式14、化学式15、化学式16(图1o)}
图2是示出了包含根据本发明的过渡金属络合物的氧化还原聚合物的电化学特性的循环伏安曲线。
图3是示出了包含根据本发明的过渡金属络合物和可交联官能团的氧化还原聚合物的电化学特性的循环伏安曲线。
图4示出了施加根据本发明的氧化还原聚合物的电极的电位。
图5和图6是示出了施加根据本发明的氧化还原聚合物的所有电极在10mM或更低的浓度下显示出针对葡萄糖的线性灵敏度，并且即使施加了低于比较组电极的电压，也显示出类似灵敏度的图。
图7是示出了施加根据本发明的氧化还原聚合物的所有电极在低于比较组电极的电压下显示出针对葡萄糖的灵敏度的图。
具体实施方式
在下文中，将通过以下实施例更详细地描述本发明。然而，以下实施例仅说明本发明，但本发明的内容不受以下实施例的限制。
实施例1：根据本发明的过渡金属络合物的制备
实施例1.1.化学式3的过渡金属络合物的合成
1)2-(1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并且加入吡唑4.7g(69mmol)和丁醇钾9.3g(83mmol)，并在氩气气氛中溶解于40mL无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-氟吡啶8.0g(83mmol)，并在氩气气氛中加热至100℃并搅拌4小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并用硫酸镁干燥，并在减压下浓缩以获得透明无色固体。(7.2g，72％)
2)Os(pzpy)2Cl2[化学式3]的合成
将六氯锇酸钾(IV)5.0g(10mmol)和上述1)中制备的2-(1H-吡唑-1-基)吡啶2.9g(20mmol)加入500mL的舒伦克瓶(shrink flask)中，并在氩气气氛中溶解于200mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥，以获得绿色的最终化合物锇络合物。(4.0g，75％)HRMS(192Os)：m/z 552.0240([m+]要求552.0261)
化学式3的化合物的完整制备方法如以下反应式1所示。
[反应式1]
实施例1.2.化学式4的过渡金属络合物的合成
1)2-甲基-6-(1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入吡唑2.0g(30mmol)和叔丁醇钾4.0g(36mmol)，并在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入5.0g(36mmol)2-氟-5-甲基吡啶，并且在氩气气氛中加热至100℃并搅拌4小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化。(己烷:乙酸乙酯＝5:1)最终获得透明固体的2-甲基-6-(1H-吡唑-1-基)吡啶。(1.4g，30％)
2)Os(pz-2-Me-py)2Cl2[化学式4]的合成
将六氯锇酸钾(IV)1.5g(3.1mmol)和上述1)中制备的2-(1H-吡唑-1-基)吡啶1.0g(6.3mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(0.27g，15％)HRMS(192Os)：m/z 580.0569([m+]要求580.0574)
化学式4的化合物的完整制备方法如以下反应式2所示。
[反应式2]
实施例1.3.化学式5的过渡金属络合物的合成
1)4-甲氧基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入吡唑2.0g(30mmol)和叔丁醇钾4.0g(36mmol)，并在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-溴-4-甲氧基吡啶6.7g(36mmol)，在氩气气氛中加热至100℃并搅拌8小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化。(己烷:乙酸乙酯＝3:1)最终获得透明固体的4-甲氧基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶。(4.0g，63％)
2)Os(pz-4-Meo-py)2Cl2[化学式5]的合成
将六氯锇酸钾(IV)2.0g(4.2mmol)和上述1)中制备的4-甲氧基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶1.5g(8.3mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(2.0g，78％)HRMS(192Os)：m/z 612.0460([m+]要求612.0472)
化学式5的化合物的完整制备方法如以下反应式3所示。
[反应式3]
实施例1.4.化学式6的过渡金属络合物的合成
1)4-甲基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入吡唑2.0g(30mmol)和叔丁醇钾4.0g(36mmol)，并在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-溴-4-甲基吡啶6.2g(36mmol)，并在氩气气氛中加热至100℃并搅拌8小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝3:1)。最终获得透明固体的4-甲氧基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶。(3.5g，61％)
2)Os(pz-4-Me-py)2Cl2[化学式6]的合成
将六氯锇酸钾(IV)2.0g(4.2mmol)和上述1)中制备的4-甲基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶1.3g(8.3mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(1.0g，42％)HRMS(192Os)：m/z580.0561([m+]要求580.0574)
化学式6的化合物的完整制备方法如以下反应式4所示。
[反应式4]
实施例1.5.化学式7的过渡金属络合物的合成
1)4-甲基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入3-甲基吡唑2.5g(30mmol)和叔丁醇钾4.0g(36mmol)，并在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-溴-4-甲基吡啶6.2g(36mmol)，在氩气气氛中加热至100℃并搅拌18小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝3:1)。最终获得透明固体的4-甲基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶。(4.2g，80％)
2)Os(3-Me-pz-4-Me-py)2Cl2[化学式7]的合成
将六氯锇酸钾(IV)2.0g(4.2mmol)和上述1)中制备的4-甲基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶1.4g(8.3mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(2.0g，78％)HRMS(192Os)：m/z 608.0875([m+]要求608.0887)
化学式7的化合物的完整制备方法如以下反应式5所示。
[反应式5]
实施例1.6.化学式8的过渡金属络合物的合成
1)4-甲氧基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入3-甲基吡唑2.5g(30mmol)和叔丁醇钾4.0g(36mmol)，并在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-溴-4-甲氧基吡啶6.7g(36mmol)，在氩气气氛中加热至100℃并搅拌18小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝3:1)。最终获得透明固体的4-甲氧基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶。(3.0g，53％)
2)Os(3-Me-p-4-MeO-py)2Cl2[化学式8]的合成
将六氯锇酸钾(IV)2.0g(4.2mmol)和上述1)中制备的4-甲氧基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶1.5g(8.3mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(1.0g，37％)HRMS(192Os)：m/z 640.0775([m+]要求640.0785)
化学式8的化合物的完整制备方法如以下反应式6所示。
[反应式6]
实施例1.7.化学式9的过渡金属络合物的合成
1)4-甲基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，加入4-甲基吡唑2.5g(30mmol)和叔丁醇钾4.0g(36mmol)，在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-溴-4-甲基吡啶6.2g(36mmol)，在氩气气氛中加热至100℃并搅拌18小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝3:1)。最终获得透明固体的4-甲基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶。(4.5g，86％)
2)Os(4-Me-pz-4-Me-py)2Cl2[化学式9]的合成
将六氯锇酸钾(IV)5.0g(10mmol)和上述1)中制备的4-甲基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶4.1g(21mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于100mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(5.5g，91％)HRMS(192Os)：m/z 608.0871([m+]要求608.0887)
化学式9的化合物的完整制备方法如以下反应式7所示。
[反应式7]
实施例1.8.化学式10的过渡金属络合物的合成
1)4-甲氧基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，加入4-甲基吡唑2.5g(30mmol)和叔丁醇钾4.0g(36mmol)，在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-溴-4-甲氧基吡啶6.7g(36mmol)，在氩气气氛中加热至100℃并搅拌18小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝3:1)。最终获得透明固体的4-甲氧基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶。(2.8g，50％)
2)Os(4-Me-pz4-MeO-py)2Cl2[化学式10]的合成
将六氯锇酸钾(IV)3.0g(6.2mmol)和上述1)中制备的4-甲氧基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶2.4g(12mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于60mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(250mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(2.3g，58％)HRMS(192Os)：m/z 640.0792([m+]要求640.0785)
化学式10的化合物的完整制备方法如以下反应式8所示。
[反应式8]
实施例1.9.化学式11的过渡金属络合物的合成
1)(吡啶-2-基)脒腙的合成
将2-氰基吡啶5.2g(50mmol)和肼水合物2.7g(55mmol)加入100mL两颈圆底烧瓶中，并加入4mL乙醇，将它们在室温下搅拌24小时。反应完成后，在减压下过滤反应混合物以去除剩余的溶剂，并用苯洗涤。将过滤后的固体在甲苯中重结晶，以获得(吡啶-2-基)脒腙。(4.2g，61％)
2)2-(1,3-二甲基-1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶的合成
将上述1)中制备的(吡啶-2-基)脒腙2.0g(15mmol)和碳酸钠1.6g(15mmol)加入50mL的舒伦克瓶中，并加入作为溶剂的15mL二甲基乙酰胺和5mL四氢呋喃，并在0℃下搅拌。此外，将5mL无水二甲基乙酰胺和1.1mL乙酰氯(15mmol)加入10mL圆底烧瓶中，并用橡胶隔膜将其封闭，然后在氩气下通过套管将其滴入反应混合物中，并在室温下搅拌5小时。反应完成后，在减压下过滤反应混合物以去除剩余的溶剂，并用乙醇和蒸馏水洗涤以获得白色固体。将该白色固体和20mL乙二醇加入50mL单颈烧瓶中，并将其加热至190℃并搅拌30分钟。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下通过蒸馏去除乙二醇溶剂，以最终获得黄色固体的2-(5-R-2H-1,2,4-三唑-3-基)吡啶。(0.22g，9％)
将2-(3-甲基-1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶0.22g(1.4mmol)加入50mL的单颈烧瓶中，并在氩气气氛中将其溶解于5mL的无水二甲基甲酰胺，然后加入氢化钠83mg(2.0mmol)。将该反应混合物搅拌至室温20分钟，并在氩气气氛中加入碘甲烷0.3g(2.0mmol)，然后再次在室温下搅拌24小时。反应完成后，用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取反应混合物。收集有机层并在减压下浓缩，并使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化。(己烷:乙酸乙酯＝7:3)最终获得2-(1,3-二甲基-1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶。(83mg，34％)
3)Os(Dmtz-py)2Cl2[化学式11]的合成
将六氯锇酸钾(IV)14mg(28.7mmol)和上述2)中制备的2-(1,3-二甲基-1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶10mg(57umol)加入5mL康宁瓶(Corn vial)中，并在氩气气氛中溶解于2mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(10mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥，以获得棕色的最终化合物锇络合物。(15mg，86％)HRMS(192Os)：m/z 610.0797([m+]需要610.0792)
化学式11的化合物的完整制备方法如以下反应式9所示。
[反应式9]
实施例1.10.化学式12的过渡金属络合物的合成
1)5-甲基-3-(吡啶-2-基)-1,2,4-噁二唑的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，将羟基氯化铵7.0g(0.1mol)和氢氧化钾6.0g(0.1mol)加入100mL甲醇中，并将其加热至100℃并搅拌30分钟。将生成的氯化钾在减压下浓缩并去除，并且向过滤的反应溶液中加入吡啶腈7.0g(60mmol)，并加热至100℃，搅拌1小时。反应完成后，将混合物在减压下浓缩并用蒸馏水洗涤，以获得透明固体的羟基吡啶酰胺。(9.0g，65％)
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，将羟基吡啶酰胺1.0g(7.3mmol)、吡啶1.0g(12.3mmol)和乙酰氯0.7g(8.8mmol)加入60mL四氢呋喃中，并将其加热至110℃并搅拌8小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。在减压下浓缩有机层，并在去除溶剂后，获得透明固体的5-甲基-3-(吡啶-2-基)-1,2,4-噁二唑。(0.85g，72％)
2)Os(Me-oxz-py)2Cl2[化学式12]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.6g(1.4mmol)和上述1)中制备的5-甲基-3-(吡啶-2-基)-1,2,4-噁二唑0.5g(2.9mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌20分钟。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(30mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得黄棕色的最终化合物锇络合物。(0.6g，70％)
化学式12的化合物的完整制备方法如以下反应式10所示。
实施例1.11.化学式13的过渡金属络合物的合成
1)2-(1-丁基-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶的合成
将1-溴丁烷2.0g(14mmol)和叠氮化钠0.9g(14mol)加入250mL圆底烧瓶中，并加入50mL无水二甲基甲酰胺，并将其在室温下搅拌24小时。反应完成后，用水(100mL)和二乙醚(100mL×3)萃取该反应混合物。收集有机层并用硫酸镁干燥，并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，无需额外纯化，进行下一步反应。将1-叠氮基丁烷和2-乙炔基吡啶1.5g(14mmol)加入250mL两颈圆底烧瓶中，并加入四氢呋喃/水(40mL/40mL)并在室温下搅拌。向该反应混合物中加入抗坏血酸钠0.3g(1.4mmol)和硫酸铜23mg(0.14mmol)，并进行氩气脱气15分钟，然后将其在室温下搅拌2小时。反应完成后，用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取反应混合物，并且收集有机层并用硫酸镁干燥。该溶液在减压下浓缩并去除溶剂，并使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝1:4)。最终获得2-(1-(2-甲氧基乙炔基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶。(1.5g，52％)
2)Os(3-Bu-tz-py)2Cl2[化学式13]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.5g(1.0mmol)和上述1)中制备的2-(1-丁基-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶0.4g(2.0mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于15mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(200mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥，以获得最终的化合物锇络合物。(0.4g，56％)
化学式13的化合物的完整制备方法如以下反应式11所示。
[反应式11]
实施例1.12.化学式14的过渡金属络合物的合成
1)13-溴-2,5,8,11-四氧十三烷的合成
将四乙二醇单甲醚2.0g(9.6mmol)和四溴甲烷3.8g(11.5mmol)加入250mL圆底烧瓶中，并溶解于50mL二氯甲烷中，然后利用冰柜在0℃下搅拌。之后，在保持0℃的过程中，将三苯基膦3.0g(11.5mmol)细分(subdivide)15分钟，并缓慢加入并在室温下搅拌2小时。反应完成后，用水(100mL)和二氯甲烷(100mL×3)萃取反应混合物。收集有机层并在减压下浓缩，并使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝2:1(甲醇8％))。最终获得黄色油状的13-溴-2,5,8,11-四氧十三烷。(1.4g，54％)
2)2-(1-(2,5,8,11-四氧十三烷-13-基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶的合成
将上述1)中制备的13-溴-2,5,8,11-四氧十三烷1.4g(5.2mmol)和叠氮化钠0.34g(5.2mmol)加入250mL圆底烧瓶中，并加入40mL无水二甲基甲酰胺并在室温下搅拌24小时。反应完成后，用水(100ml)和二乙醚(100mL×3)萃取该反应混合物。收集有机层并用硫酸镁干燥，并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，无需额外纯化，进行下一步反应。将13-叠氮-2,5,8,11-四氧十三烷和2-乙炔基吡啶0.8g(7.7mmol)加入250mL两颈圆底烧瓶中，并加入四氢呋喃/水(40mL/40mL)并在室温下搅拌。向该反应混合物中加入抗坏血酸钠0.15g(0.8mmol)和硫酸铜12mg(0.08mmol)，进行氩气脱气15分钟，然后将其在室温下搅拌2小时。反应完成后，用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取反应混合物，并收集有机层，收集各层并用硫酸镁干燥。该溶液在减压下浓缩并去除溶剂，并使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝1:2(甲醇5％))。最终获得2-(1-(2,5,8,11-四氧十三烷-13-基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶。(0.86g，43％)
3)Os(3-tz-teg-py)2Cl2[化学式14]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.1g(0.21mmol)和上述2)中制备的2-(1-(2,5,8,11-四氧十三烷-13-基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶0.14g(0.42mmol)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于15mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(10mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥以获得黑紫色的最终化合物锇络合物。(0.1g，56％)
化学式14的化合物的完整制备方法如以下反应式12所示。
[反应式12]
实施例1.13.化学式15的过渡金属络合物的合成
1)2-(1-(2-甲氧基乙炔基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶的合成
将2-溴乙基甲基醚2.0g(14mmol)和叠氮化钠0.1g(14mol)加入250mL圆底烧瓶中，并加入50mL无水二甲基甲酰胺并在室温下搅拌24小时。反应完成后，用水(100ml)和二乙醚(100ml×3)萃取该反应混合物。收集有机层并在减压下浓缩，并在去除溶剂后，不进行额外纯化，进行下一步反应。将2-叠氮乙基甲基醚和2-乙炔基吡啶1.5g(14mmol)加入250mL两颈圆底烧瓶中，并加入四氢呋喃/水(40mL/40mL)，并在室温下搅拌。向该反应混合物中加入抗坏血酸钠0.28g(1.4mmol)和硫酸铜0.02g(0.14mmol)，进行氩气脱气15分钟，然后将其在室温下搅拌2小时。反应完成后，用水(100ml)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取反应混合物。收集有机层并用硫酸镁干燥。该溶液在减压下浓缩以去除溶剂，并使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝1:4)。最终获得2-(1-(2-甲氧基乙炔基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶。(1.5g，52％)
2)Os(3-mo-tz-py)2Cl2[化学式15]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.5g(1.0mmol)和上述1)中制备的2-(1-(2-甲氧基乙炔基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶0.4g(2.1mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于15mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(200mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水洗涤数次，然后在40℃真空烘箱中干燥，以获得绿色的最终化合物锇络合物。(0.4g，56％)HRMS(192OS)：m/z 670.9967([m+]要求670.10)
化学式15的化合物的完整制备方法如以下反应式13所示。
[反应式13]
实施例1.1.化学式16的过渡金属络合物的合成
1)2-(1H-四唑-5-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入叠氮化钠1.3g(19.2mmol)、2-乙炔基吡啶2.0g(19.2mol)和硫酸铜96mg(0.38mmol)，并在氩气气氛中溶解于40mL的无水二甲基亚砜中。对于该反应混合物，进行氩气脱气15分钟，然后将其加热至140℃并搅拌3小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取，并且收集有机层并用硫酸镁干燥。该溶液在减压下浓缩以去除溶剂，最终获得黄色固体的2-(1H-四唑-5-基)吡啶。(1.1g，41％)
2)2-(1-甲基-1H-四唑-5-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至100mL两颈圆底烧瓶，并加入上述1)中制备的2-(1H-四唑-5-基)吡啶1.0g(6.8mmol)，并在氩气气氛中溶解于无水四氢呋喃(30mL)中，然后加入氢化钠0.4g(10mmol)。将该反应混合物在室温下搅拌30分钟，在氩气气氛中加入碘甲烷1.5g(10mmol)，然后将其加热至80℃并搅拌3小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。有机层在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝1:3)。最终获得2-(1-甲基-1H-四唑-5-基)吡啶。(0.4g，40％)
3)Os(tetraz-py)2Cl2[化学式16]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.10g(0.21mmol)和上述2)中制备的2-(1-甲基-1H-四唑-5-基)吡啶0.7g(0.42mmol)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于5mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(200mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥，以获得绿色的最终化合物锇络合物。(0.1g，84％)HRMS(192OS)：m/z 584.0383([m+]要求584.04)
化学式16的化合物的完整制备方法如以下反应式14所示。
[反应式14]
实施例1.15.化学式17的过渡金属络合物的合成
1)2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入1H-1,2,4-三唑3.0g(43mmol)和叔丁醇钾5.8g(52mmol)，并在氩气气氛中溶解于40mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入5.0g(52mmol)2-氟吡啶，并且在氩气气氛中加热至100℃并搅拌4小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝5:1)。最终获得透明固体的2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)吡啶。(4.3g，57％)
2)Os(1,2,4tz-py)2Cl2[化学式17]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.6g(1.4mmol)和上述1)中制备的2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)吡啶0.4g(2.9mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌30分钟。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(30mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得深红色的最终化合物锇络合物。(0.3g，62％)
化学式17的化合物的完整制备方法如以下反应式15所示。
[反应式15]
实施例1.16.化学式18的过渡金属络合物的合成
1)2-(1H-1,2,3-三唑-1-基)吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，并加入1H-1,2,3-三唑3.0g(43mmol)和叔丁醇钾5.8g(52mmol)，并在氩气气氛中溶解于40mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-氟吡啶5.0g(52mmol)，并且在氩气气氛中加热至100℃并搅拌4小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝5:1)。最终获得透明固体的2-(1H-1,2,3-三唑-1-基)吡啶。(3.5g，56％)
2)Os(1,2,3tz-py)2Cl2[化学式18]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.6g(1.4mmol)和上述1)中制备的2-(1H-1,2,3-三唑-1-基)吡啶0.4g(2.9mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌30分钟。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(30mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(0.4g，69％)
化学式18的化合物的完整制备方法如以下反应式16所示。
[反应式16]
实施例1.17.化学式19的过渡金属络合物的合成
1)2-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶的合成
将2-(1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶1.0g(6.8mmol)和氢化钠0.4g(0.01mmol)加入100mL两颈圆底烧瓶中，并溶解于50mL的无水二甲基亚砜中。使用滴液漏斗将甲基碘1.4g(0.01mol)滴入该反应混合物中，并在室温下搅拌24小时。完成后，用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取反应混合物。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝5:1)。最终获得透明固体的2-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶。(0.9g，86％)
2)Os(4-Me-1,2,4tz-py)2Cl2[化学式19]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.6g(1.4mmol)和上述1)中制备的2-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-5-基)吡啶0.5g(2.9mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于50mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(30mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(0.2g，25％)。
化学式19的化合物的完整制备方法如以下反应式17所示。
[反应式17]
实施例1.18.化学式20的过渡金属络合物的合成
1)2-(3,4-二甲基-1H-吡唑-1-基)-4-甲基吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至250mL两颈圆底烧瓶，加入3,4-二甲基吡唑2.1g(22mmol)和叔丁醇钾2.5g(22mmol)，并在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基亚砜中。向该反应混合物中加入2-溴-4-甲基吡啶3.5g(20mmol)，并且在氩气气氛中加热至100℃并搅拌18小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(100mL)和乙酸乙酯(100mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝3:1)。最终获得透明固体的4-甲基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶。(2.4g，63％)
2)Os(3,4-DiMe-pz-4-Me-py)2Cl2[化学式20]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.5g(1.0mmol)和上述1)中制备的2-(3,4-二甲基-1H-吡唑-1-基)-4-甲基吡啶0.4g(2.0mmol)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于15mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌1小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(100mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得绿色的最终化合物锇络合物。(0.4g，62％)HRMS(192Os)：m/z 636.1205([m+]要求636.1200)
化学式20的化合物的完整制备方法如以下反应式18所示。
[反应式18]
实施例1.19.化学式21的过渡金属络合物的合成
1)2-(3,4-二甲基-1H-吡唑-1-基)-4-甲氧基吡啶的合成
将回流冷凝器和进气口装配至50mL两颈圆底烧瓶，加入3,4-二甲基吡唑0.6g(6mmol)和叔丁醇钾0.7g(6mmol)，并且在氩气气氛中溶解于8mL无水二甲基亚砜中。加入2-溴-4-甲氧基吡啶1.0g(5mmol)并在氩气气氛中加热至80℃并搅拌6小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(50mL)和乙酸乙酯(50mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝3:1)。最终获得透明固体的4-甲基-2-(3-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶。(0.4g，37％)
2)Os(3,4-DiMe-pz-4-MeO-py)2Cl2[化学式21]的合成
将六氯锇酸钾(IV)0.5g(1.0mmol)和2-(3,4-二甲基-1H-吡唑-1-基)-4-甲氧基吡啶0.4g(2.0mmol)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于15mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌30分钟。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(100mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得棕色的最终化合物锇络合物。(0.4g，64％)HRMS(192Os)：m/z 668.1103([m+]要求668.1098)
化学式21的化合物的完整制备方法如以下反应式19所示。
[反应式19]
实施例1.20.化学式22的过渡金属络合物的合成
1)N,N-二甲基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶-4-胺的合成
将回流冷凝器和进气口装配至50mL两颈圆底烧瓶，并且加入4-二甲氨基-2-溴吡啶1.0g(5.0mmol)、4-甲基吡唑1.2g(15mmol)、碘化铜0.14g(0.75mmol)、L-脯氨酸0.17g(1.5mmol)和碳酸铯4.1g(12.5mmol)，并在氩气气氛中溶解于20mL的无水二甲基甲酰胺中。将该反应混合物加热至120℃并搅拌20小时。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并用水(50mL)和乙酸乙酯(50mL×3)萃取。收集有机层并在减压下浓缩，并且在去除溶剂后，使用乙酸乙酯和己烷作为显影溶剂通过柱色谱法纯化(己烷:乙酸乙酯＝5:1)。最终获得白色固体的N,N-二甲基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶-4-胺。(0.5g，50％)
2)Os(4-Me-pz-4-DiAM-py)2Cl2的合成[化学式22]
将六氯锇酸钾(IV)0.6g(1.2mmol)和上述1)中制备的N,N-二甲基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶-4-胺0.5g(2.4mmol)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中溶解于15mL乙二醇中，然后进行氩气脱气15分钟。将该反应混合物加热至180℃并搅拌30分钟。反应完成后，将反应混合物冷却至室温，并在减压下过滤并去除产生的红色沉淀物。将滤液滴入连二亚硫酸钠1.0M水溶液(100mL)中，从而获得还原的锇络合物的沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用水和乙腈洗涤数次，然后在真空烘箱中干燥以获得黑红色的最终化合物锇络合物(0.5g，75％)。HRMS(192Os)：m/z 666.1421([m+]要求666.1418)
化学式22的化合物的完整制备方法如以下反应式20所示。
[反应式20]
实施例1.21.化学式23的过渡金属络合物的合成
1)Ru(DMSO)4Cl2的合成
将RuCl3*xH2O0.9g(4.3mmol)和无水二甲基亚砜(5mL)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中进行脱气10分钟。将此暗红色悬浮液加热至170℃并搅拌30分钟。在保持该温度之后，直到该反应溶液的颜色变为暗黄色，将温度降低到室温以终止反应。向该反应溶液中加入4mL丙酮，并将其冷却至0℃，然后静置4～5小时。将产生的固体在减压下过滤并用冷丙酮洗涤。最终获得黄色固体的Ru(DMSO)4Cl2。在没有额外纯化的情况下，将其用于下一步反应。(1.5g，75％)
2)Ru(pzpy)2Cl2[化学式23]的合成
将Ru(DMSO)4Cl2 0.4g(0.86mmol)、在上述实验例中制备的2-(1H-吡唑-1-基)吡啶0.25g(1.7mmol)、氯化锂1.8g(43.0mmol)和无水二甲基甲酰胺(15mL)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中进行脱气10分钟。为了遮光，用铝箔包裹该反应容器，然后在150℃下搅拌4小时。反应完成后，向深紫色反应溶液中加入50mL丙酮，并在0℃下冷却24小时。在减压下过滤黑紫色固体，并且为了去除氯化锂和副产物，用丙酮洗涤，直到滤液的颜色变透明。将剩余的深紫色固体在真空烘箱中干燥以获得最终的化合物钌络合物。之后，将其静置4～5小时。将产生的固体在减压下过滤并用冷丙酮洗涤。最终获得黄色固体的Ru(DMSO)4Cl2。(0.25g，55％)HRMS:m/z 461.9710([m+]要求461.9690)
化学式23的化合物的完整制备方法如以下反应式21所示。
实施例1.22.化学式24的过渡金属络合物的合成
1)Ru(4-Me-pz4-Me-py)2Cl2[化学式24]的合成
将Ru(DMSO)4Cl2 0.4g(0.86mmol)、在上述实验例中制备的4-甲基-2-(4-甲基-1H-吡唑-1-基)吡啶0.3g(1.7mmol)、氯化锂1.8g(43.0mmol)和无水二甲基甲酰胺(15mL)加入50mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中进行脱气10分钟。为了遮光，用铝箔包裹该反应容器，然后在150℃下搅拌4小时。反应完成后，向深紫色反应溶液中加入50mL丙酮，并在0℃下冷却24小时。在减压下过滤黑紫色固体，并且为了去除氯化锂和副产物，用丙酮洗涤，直到滤液的颜色变透明。将剩余的深紫色固体在真空烘箱中干燥以获得最终的化合物钌络合物。(0.1g，23％)HRMS:m/z 518.0321([m+]要求518.0316)
化学式24的化合物的完整制备方法如以下反应式22所示。
实施例1.23.化学式25的过渡金属络合物的合成
1)Fe(pzpy)2Cl2[化学式25]的合成
将实验例中制备的FeCl3 1.6g(10.0mmol)、2-(1H-吡唑-1-基)吡啶1.5g(10.0mol)、对苯二甲酸3.3g(20.0mmol)、氢氧化钠0.8g(20mmol)和无水乙醇(30mL)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中进行脱气10分钟。将该反应溶液在50℃下搅拌96小时。反应完成后，将温度降低至室温，并且将产生的黑红色固体在减压下过滤并用丙酮洗涤。将黑红色固体在真空烘箱中干燥以获得最终的化合物铁络合物。(1.0g，24％)HRMS:m/z415.9971([m+]要求415.9995)
实施例2：包含根据本发明的过渡金属络合物的氧化还原聚合物的合成
实施例2.1.化学式28的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并加入实施例1.1中制备的Os(pzpy)2Cl2[化学式3]0.12g(0.22mmol)，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至100℃并搅拌2天。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.2g的化学式25的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(pzpy)2Cl)。(0.20g，91％)
实施例2.2.化学式29的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并加入实施例1.2中制备的Os(pz-2-Me-py)2Cl2[化学式4]0.13g(0.22mmol)，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至100℃并搅拌2天。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.2g的化学式26的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(pz-2-Mepy)2Cl)。(0.20g，87％)
实施例2.3.化学式30的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.3中制备的Os(pz-4-MeO-py)2Cl2[化学式5]0.13g(0.22mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.2g的化学式27的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(pz-4-MeO-py)2Cl)。(0.21g，89％)
实施例2.4.化学式31的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.4中制备的Os(pz-4-Me-py)2Cl2[化学式6]0.31g(0.53mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于30mL乙醇的0.2g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌36小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.4g的化学式28的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(pz-4-Me-py)2Cl)。(0.4g，78％)
实施例2.5化学式32的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.5中制备的Os(3-Me-pz-4-Me-py)2Cl2[化学式7]0.27g(0.44mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于20mL乙醇中。将完全溶解于30mL乙醇的0.2g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.4g的化学式29的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(3-Me-pz-4-Me-py)2Cl)。(0.41g，87％)
实施例2.6.化学式33的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.6中制备的Os(3-Me-pz-4-MeO-py)2Cl2[化学式8]0.14g(0.22mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.22g的化学式30的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(3-Me-pz-4-MeO-py)2Cl)。(0.22g，92％)
实施例2.7.化学式34的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.7中制备的Os(4-Me-pz-4-Me-py)2Cl2[化学式9]0.8g(1.32mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于50mL乙醇中。将完全溶解于50mL乙醇的0.5g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得1.21g的化学式31的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(4-Me-pz-4-Me-py)2Cl)。(1.21g，93％)
实施例2.8.化学式35的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.8中制备的Os(4-Me-pz-4-MeO-py)2Cl2[化学式10]0.14g(0.22mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.20g的化学式32的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(4-Me-pz-4-MeO-py)2Cl)。(0.20g，83％)
实施例2.9.化学式36的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入在实施例1.9中制备的Os(Dmtz-py)2Cl2[化学式11]0.13g(0.22mmol)，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至100℃并搅拌2天。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.15g的化学式33的棕色氧化还原聚合物(PVI-Os(Dmtz-py)2Cl)。(0.15g，65％)
实施例2.10.化学式37的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入在实施例1.11中制备的Os(3-Bu-tz-py)2Cl2[化学式13]0.12g(0.18mmol)，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的85mg聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至100℃并搅拌2天。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.2g的化学式34的红色PVI-Os聚合物(PVI-Os(3-Bu-tz-py)2Cl)。
(0.2g.95％)
实施例2.11.化学式38氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入在实施例1.13中制备的Os(3-motz-py)2Cl2[化学式15]0.15g(0.22mmol)，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至100℃并搅拌2天。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.12g的化学式35的棕色氧化还原聚合物(PVIOs(3-motz-py)2Cl)。(0.12g，48％)
实施例2.12.化学式39的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入在实施例1.16中制备的Os(1,2,3-tz-py)2Cl2[化学式18]0.12g(0.22mmol)，并在氩气气氛中完全溶解于10mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至110℃并搅拌2天。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.22g的化学式36的红色氧化还原聚合物(PVIOs(1,2,3-tz-py)2Cl)。(0.21g，96％)
实施例2.13.化学式40氧化还原聚合物的合成
将实施例1.18中制备的Os(3,4-DiMe-pz-4-Me-py)2Cl2[化学式20]0.17g(0.27mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解在15mL的乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.22g的化学式37的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Os(3,4-DiMe-pz-4-Me-py)2Cl)。(0.22g，81％)
实施例2.14.化学式41的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.19中制备的Os(3,4-Dime-pz-4-MeO-py)2Cl2[化学式21]0.29g(0.43mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于20mL乙醇中。将完全溶解于30mL乙醇的0.2g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌48小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.40g的化学式38的棕色氧化还原聚合物(PVI-Os(3,4-Dime-pz-4-MeO-py)2Cl)。(0.40g，81％)
实施例2.15.化学式42的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.20中制备的Os(4-Me-pz-4-DiAM-py)2Cl2[化学式22]0.18g(0.27mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于20mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌18小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.24g的化学式39的棕色氧化还原聚合物(PVI-Os(4-Me-pz-4-DiAM-py)2Cl)。(0.24g，86％)
实施例2.16.化学式43的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.20中制备的Os(4-Me-pz-4-DiAM-py)2Cl2[化学式22]0.5g(0.76mmol)加入250mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于60mL乙醇中。将完全溶解于30mL乙醇的0.32g聚乙烯基吡啶(Mn＝160,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至120℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.70g的化学式40的棕色氧化还原聚合物(PVP-Os(4-Me-pz-4-DiAM-py)2Cl)。(0.70g，85％)
实施例2.17.化学式44的氧化还原聚合物的合成
将实施例1.22中制备的Ru(4-Me-pz4-Me-py)2Cl2[化学式24]0.14g(0.27mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于30mL乙醇。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至100℃并搅拌12小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.24g的化学式44的深绿色氧化还原聚合物(PVI-Ru(4-Me-pz4-Me-py)2Cl)。(0.2g，83％)
实施例2.18.化学式45氧化还原聚合物的合成
将实施例1.23中制备的Fe(pzpy)2Cl2[化学式25]0.11g(0.27mmol)加入100mL的舒伦克瓶中，并在氩气气氛中完全溶解于25mL乙醇中。将完全溶解于20mL乙醇的0.1g聚乙烯咪唑(Mn＝10,000g/mol)加入该反应混合物中，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次，然后在40℃的真空烘箱中干燥24小时，以最终获得0.1g的化学式45的红棕色氧化还原聚合物(PVI-Fe(pzpy)2Cl)。(0.1g，47％)
实施例3.包含根据本发明的过渡金属络合物和可交联官能团的氧化还原聚合物的合成
实施例3.1.化学式48的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.2g的实施例2.1中制备的[化学式28]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺20mg(0.1mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.2g的绿色[化学式48]聚合物。(0.2g，90％)
实施例3.2.化学式49的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.2g的实施例2.3中制备的[化学式30]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺20mg(0.1mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.2g的绿色[化学式49]聚合物。(0.2g，90％)
实施例3.3.化学式50的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.4g的实施例2.4中制备的[化学式31]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺50mg(0.25mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.41g的绿色[化学式50]聚合物。(0.41g，91％)
实施例3.4.化学式51氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并加入0.4g的实施例2.7中制备的[化学式34]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺50mg(0.25mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.4g的绿色[化学式51]聚合物。(0.4g,90％)
例3.5.化学式52氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.2g的实施例2.8中制备的[化学式35]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺20mg(0.1mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.2g的绿色[化学式52]聚合物。(0.2g，90％)
实施例3.6.化学式53氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.2g的实施例2.13中制备的[化学式40]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺20mg(0.1mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.2g的绿色[化学式53]聚合物。(0.2g，90％)
实施例3.7.化学式54的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.2g的实施例2.14中制备的[化学式41]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺20mg(0.1mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.2g的绿色[化学式54]聚合物。(0.2g，90％)
实施例3.8.化学式57的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.2g的实施例2.15中制备的[化学式42]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺20mg(0.1mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.2g的红色[化学式57]聚合物。(0.2g，90％)
实施例3.9.化学式58的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.4g的实施例2.16中制备的[化学式43]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺30mg(0.15mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.41g的红色[化学式58]聚合物。(0.41g，95％)
实施例3.10.化学式59的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.4g的实施例2.7中制备的[化学式34]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入二乙二醇-2-溴乙基甲醚24mg(0.1mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.4g的绿色[化学式59]聚合物。(0.4g，94％)
实施例3.11.化学式60的氧化还原聚合物的合成
将回流冷凝器、进气口和温度计装配至100mL三颈圆底烧瓶，并且加入0.4g的实施例2.17中制备的[化学式44]聚合物，并在氩气气氛中完全溶解于甲醇中。向该反应混合物中加入2-溴乙胺30mg(0.15mmol)，并且加热至80℃并搅拌24小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温并滴入乙醚中，以获得聚合物沉淀物。将产生的固体在减压下过滤并用乙醚洗涤数次。为了将反应物中包含的Br离子交换为Cl离子，将在200mL烧杯中过滤的固体和50mL水加入并完全溶解，然后加入20mL离子交换树脂(AG1×4)并搅拌24小时。将该反应混合物在减压下过滤以去除树脂，并将过滤的水溶液冷冻干燥以去除水，从而最终获得0.35g的红色[化学式60]聚合物。(0.35g，81％)
实验例1：使用循环伏安法确认根据本发明的过渡金属络合物和氧化还原聚合物的电化学特性
为了确认根据本发明的具有包含吡唑、三唑、四唑、噁二唑或噻二唑等的双齿配体的过渡金属络合物和包含该配合物的氧化还原聚合物作为电子转移介质的性能，根据以下实验方法使用循环伏安法测量电化学特性。
实验方法
1、将20mg的根据本发明的化学式3、化学式4、化学式9、化学式11、化学式14、化学式15、化学式16、化学式17、化学式18、化学式20、化学式22、化学式23、化学式24和化学式25的每种化合物(过渡金属络合物)溶于2mL的0.1M四丁基高氯酸铵二甲基亚砜溶液中。
将20mg的根据本发明的化学式28、化学式34、化学式40和化学式42的化合物(氧化还原聚合物)以及化学式48、化学式51、化学式57和化学式59的化合物(包括可交联官能团的氧化还原聚合物)溶于5mL的去离子水和0.1M氯化钠溶液中。作为比较组，将20mg的以下化学式61的化合物溶于5mL的去离子水和0.1M氯化钠溶液中。
[化学式61]
2、为了去除溶液中的氧气，用氩气脱气5～10分钟。
3、将工作电极、参比电极和对电极连接到其中氧气被脱气的溶液，并且在氩气气氛中测量电信号随电压变化的变化。
4、以下表1至表3以及图1a至图1o、图2和图3中分别示出了该实验的结果。
每种化合物的实验结果对应于以下附图示出：
化学式3(图1a)，化学式4(图1b)，化学式9(图1c)，化学式11(图1d)，化学式14(图1e)，化学式15(图1f)，化学式16(图1g)，化学式17(图1h)，化学式18(图1i)，化学式20(图1j)，化学式22(图1k)，化学式23(图1l)，化学式24(图1m)，化学式25(图1n)，化学式3、化学式4、化学式11、化学式14、化学式15、化学式16(图1o)，
化学式3(比较组)、化学式28、34、40、42(图2)，
化学式28(比较组)、化学式48、化学式51、化学式57、化学式59、化学式61(比较组)(图3)。
实验材料/条件
工作电极：自由碳电极(直径：3.0mm)
参比电极：Ag/AgCl电极
对电极：铂棒
测试参数
-设备：EmStat(PalmSens Co.)
-技术：循环伏安法
-电位范围：-1.0～1.0V
-扫描速率：10mV/s
[表1]
过渡金属络合物 Epc(V) Epa(V)
[化学式3] 0.03 -0.12
[化学式4] 0.05 -0.12
[化学式9] -0.08 -0.18
[化学式11] -0.16 -0.27
[化学式14] -0.18 -0.26
[化学式15] 0.04 -0.16
[化学式16] 0.26 0.10
[化学式17] -0.42 -0.56
[化学式18] -0.40 -0.49
[化学式20] -0.1 -0.24
[化学式22] -0.32 -0.47
[化学式23] 0.50 0.60
[化学式24] 0.49 0.36
[化学式25] 0.71 0.63
[表2]
氧化还原络合物 Epc(V) Epa(V)
[化学式3] 0.03 -0.12
[化学式28] 0.33 0.17
[化学式34] 0.24 0.14
[化学式40] 0.26 0.12
[化学式42] 0.12 -0.03
[表3]
如以上表1和图1a至图1o中所示，确认了根据本发明的过渡金属络合物根据配体类型而具有各种电位值。
如以上表2和图2中所示，确认了当将根据本发明的过渡金属络合物合成为氧化还原聚合物时，该络合物的本征电位值发生变化。
另外，如以上表3和图3中所示，确认了当将可交联官能团引入到根据本发明的氧化还原聚合物中时，其不影响氧化还原聚合物的电位值。此外，确认了化学式48、化学式51、化学式57和化学式59的化合物与化学式61的化合物(其是常规已知的对照组)相比显示出较低的电位值，因此它们可以高效地充当氧化还原介质。
实验例2：包含根据本发明的氧化还原聚合物的用于连续血糖测量的电化学传感器的制备
为了制备包括根据本发明的氧化还原聚合物的电子转移介质的电化学传感器(电化学生物传感器)，通过以下方法制备传感器。
实验方法
1、将本发明的化学式48、化学式51、化学式53和化学式59的化合物以及作为比较组的第61号化合物分别溶解在具有氧化还原酶(葡萄糖脱氢酶)、碳纳米管(CNT)、非离子表面活性剂(Triton-X)和交联材料(聚乙二醇二缩水甘油醚)的水溶液中，并且使用搅拌和超声分散方法制备每种溶液。
2、为了制造连续血糖电化学传感器，将制备的每种溶液等分试样在印刷有碳浆的电极上并涂覆，然后在室温下通过交联反应固化24小时。固化后，使用蒸馏水洗涤所制造的传感器。
3、使用循环伏安法，作为将上述制造的电子转移性能与包含化学式61的电极进行比较的方法。
4、下表4和图4中分别示出了该实验的结果。
实验材料/条件
工作电极：上述制造的电极
参比电极：Ag/AgCl电极
对电极：铂线
电解质：含磷酸盐缓冲液的生理盐水溶液(具有NaCl溶液的磷酸盐缓冲液)
测试参数
-设备：EmStat(PalmSens Co.)
-技术：循环伏安法
-电位范围：-0.3～0.4V
-扫描速率：10mV/s
[表4]
如上表4和图4中所示，施加了根据本发明的氧化还原聚合物的电极的电位(E0)具有低于比较组电极的电位。这是与实验例1类似的结果，此外，通过该实验，确认了用于连续血糖测量的电化学传感器的工作电压即使在低于比较组的电压下也能够稳定地使用。
实验例3：用于连续血糖测量的电化学传感器对葡萄糖浓度变化的灵敏度的比较
1、通过在0～100mM葡萄糖溶液中进行计时电流法比较在上述实验例2中使用根据本发明的化学式51、化学式53的化合物和作为比较组的第61号化合物制造的电极。
2、对于使用化合物51、化合物53的电极，进行计时电流测定时施加的电压是0.15V，并且对于使用比较组第61号化合物的电极，施加的电压是0.25V。
3、葡萄糖浓度为0.01mM、0.05mM、0.1mM、0.5mM、1mM、5mM、10mM、50mM或100mM，并且以200秒的间隔将高浓度葡萄糖溶液注射到含有磷酸盐缓冲液的生理盐水溶液中以达到每个浓度。每个实验进行50分钟。
4、下图5和图6中分别示出了该实验的结果。
实验材料/条件
工作电极：上述制造的电极
参比电极：Ag/AgCl电极
对电极：铂线
电解质：含磷酸盐缓冲液的生理盐水溶液(具有NaCl溶液的磷酸盐缓冲液)
测试参数
-设备：EmStat(PalmSens Co.)
-技术：计时电流法
-电位范围：0.15V、0.25V
如图5和图中6所示，其中根据本发明的氧化还原聚合物的所有电极在10mM或更低的浓度下显示出对葡萄糖的线性灵敏度，并且即使施加低于比较组电极的电压也显示出类似的灵敏度。尤其是，基于在施加了化合物51、化合物53的电极中，100mM浓度下的电流大于比较组，最大酶活性(Vmax)似乎是比较组的约1.2～2倍。
实验例4：根据用于连续血糖测量的电化学传感器的电压增加的葡萄糖灵敏度的比较
1、通过在400mM的葡萄糖溶液中进行多阶伏安法(多电位阶跃)来比较在上述实验例2中使用根据本发明的化学式51、化学式53的化合物和作为比较组的第61号化合物制造的电极。
2、在进行多阶伏安法的过程中，通过将电压以0.05V的间隔保持在-0.2V至0.35V的电压下300秒，观察电流。
3、下图7中分别示出了该实验的结果。
实验材料/条件
工作电极：上述制造的电极
参比电极：Ag/AgCl电极
对电极：铂线
电解质：含磷酸盐缓冲液的生理盐水溶液(具有NaCl溶液的磷酸盐缓冲液)
测试参数
-设备：EmStat(PalmSens Co.)
-技术：多电位阶跃
-电位范围：-0.2～0.35V
如图7中所示，可以确认，其中施加了根据本发明的氧化还原聚合物的所有电极在比比较组电极更低的电压下显示出对葡萄糖的敏感性。

Claims (11)

1.一种过渡金属络合物或其盐化合物，所述过渡金属络合物为选自由以下化学式3至化学式22组成的组中的化合物：
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
和
[化学式22]
2.一种氧化还原聚合物，由选自由以下化学式28至化学式43组成的组中的化合物表示：
[化学式28]
[化学式29]
[化学式30]
[化学式31]
[化学式32]
[化学式33]
[化学式34]
[化学式35]
[化学式36]
[化学式37]
[化学式38]
[化学式39]
[化学式40]
[化学式41]
[化学式42]和
[化学式43]
在所述式中，m和o各自是选自10至600的整数。
3.一种氧化还原聚合物，由选自以下化学式48至化学式59组成的组中的化合物表示：
[化学式48]
[化学式49]
[化学式50]
[化学式51]
[化学式52]
[化学式53]
[化学式54]
[化学式55]
[化学式56]
[化学式57]
[化学式58]
和[化学式59]
在所述式中，
m、o和p各自是选自10至600的整数。
4.一种电化学生物传感器，包含根据权利要求1所述的过渡金属络合物或其盐化合物；或根据权利要求2或3所述的氧化还原聚合物。
5.根据权利要求4所述的电化学生物传感器，其中，所述电化学生物传感器可插入体内。
6.一种用于电化学生物传感器的传感膜，包含：
能够氧化还原液体生物样品的酶；和
根据权利要求1所述的过渡金属络合物或其盐化合物；或根据权利要求2或3所述的氧化还原聚合物，作为电子转移介质。
7.根据权利要求6所述的用于电化学生物传感器的传感膜，其中，所述酶是选自由脱氢酶、氧化酶和酯酶组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的传感膜，其中，所述酶是选自由葡萄糖脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶、乳酸氧化酶、抗坏血酸氧化酶、醇氧化酶、醇脱氢酶和胆红素氧化酶组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的传感膜，另外包含选自由黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和吡咯喹啉醌(PQQ)组成的组中的至少一种辅助因子。
10.根据权利要求6所述的传感膜，进一步包含碳纳米管。
11.根据权利要求6所述的传感膜，其中，所述液体生物样品是选自由患者的组织液、血液、细胞、血浆、血清、尿液、囊液和唾液组成的组中的至少一种。
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