蒽环类抗生素与核酸相互作用及蒽环类抗生素测定的共振瑞利散射光谱研究

摘要

共振瑞利散射法(RRS)是近十年来发展起来的新分析技术，它以灵敏度高、仪器廉价、操作简便以及分析快速等优点而引起了人们的广泛兴趣和关注。在核酸、蛋白质、糖类等生物大分子的测定中得到了较多的应用，而利用这一技术在金属、非金属、纳米微粒和药物分析中的研究工作也日益增多。 本文主要研究了共振瑞利散射在蒽环类抗生素与核酸相互作用以及蒽环类抗生素测定中的应用，主要有：1、小牛胸腺DNA(ctDNA)、鲑鱼DNA(sDNA)和鲱鱼精DNA(hsDNA)等脱氧核糖核酸与蒽环类抗生素表柔比星(EPI)相互作用的反应体系；2、RNATypeⅢ、RNATypeⅥ等核糖核酸与蒽环类抗生素表柔比星(EPI)相互作用的反应体系；3、蒽环类抗生素柔红霉素(DNR)、表柔比星(EPI)、米托蒽醌(MXT)与刚果红(CR)相互作用的反应体系；4、米托蒽醌(MXT)与钼酸盐相互作用的反应体系；5、蒽环类抗生素柔红霉素(DNR)、表柔比星(EPI)、米托蒽醌(MXT)与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)相互作用的反应体系。探讨了它们的RRS光谱特征、适宜的反应条件、影响因素及其分析应用，并对反应机理、RRS增强的原因以及RRS光谱与吸收光谱的关系作了初步的讨论。本文主要的研究内容如下： 1、蒽环类抗生素表柔比星-DNA体系用共振瑞利散射光谱研究了表柔比星(EPI)与小牛胸腺DNA(ctDNA)、鲑鱼DNA(sDNA)、鲱鱼精DNA(hsDNA)等核酸之间的相互作用。实验表明在pH2.0左右的酸性介质中，表柔比星及核酸本身的共振瑞利散射(RRS)均十分微弱，但是当它们相互作用形成结合产物时，将导致RRS增强并出现新RRS光谱。不同核酸与表柔比星结合产物的RRS光谱特征略有差异，散射增强程度则各不相同，其相对散射强度的顺序是ctDNAsDNA＞hsDNA。在一定范围内核酸浓度与散射强度(△I)成正比，据此可以建立一种新的用表柔比星测定DNA的RRS法，方法具有高灵敏度，对于不同DNA其检出限(3σ)在24ng/mL至28ng/mL之间，用于合成样品分析结果满意。文中还研究了适宜的反应条件，影响因素和结合产物的分析化学性质。结合吸收光谱和荧光光谱特征对表柔比星与DNA的反应机理进行了讨论。 2、蒽环类抗生素表柔比星-RNA体系在近中性的条件下，RNAtypeⅢFromBakersYeast(RNATypeⅢ)、RNATypeⅥ和表柔比星本身的共振瑞利散射强度(RRS)很弱，但它们分别和表柔比星混合后能引起RRS强度显著增强，最大波长分别位于335nm和320nm，并且二者的浓度与RRS强度在0.05-5.1μg/ml、0.05-2.9μg/ml范围内成线性关系，检出限分别为45ng/mL、44ng/mL,同时考察了酸度的影响，体系的稳定时间以及共存物质的影响，并且应用于在DNA存在下测定RNA。与此同时，与DNA进行对比，对盐酸表柔比星和RNA反应机理进行了初步探讨，为表柔比星的临床抗肿瘤药理提供了有价值的信息。 3、蒽环类抗生素-刚果红体系在pH2.5左右的酸性介质中，刚果红与表柔比星、柔红霉素和米托蒽醌等蒽环类抗生素反应形成离子缔合物时，仅能引起吸收光谱和荧光光谱的微小变化，但却能导致共振瑞利散射(RRS)的显著增强并产生新的RRS光谱，与此同时也观察到二级散射(SOS)和倍频散射(FDS)的增强.最大RRS峰位于370nm附近，并在280nm附近有另一散射峰.而它们的SOS峰均在530nm附近，最大FDS峰均位于353nm处.其中RRS法灵敏度最高，它对表柔比星、柔红霉素和米托蒽醌的检出限分别为0.054，0.058和0.033μg/mL,而其线性范围分别为0.05～12.0，0.05～12.0和0.04～7.5μg/mL.文中研究了反应产物的吸收、荧光和RRS光谱特征，适宜的反应条件及分析化学性质，据此发展了一种用RRS技术灵敏、简便、快速测定蒽环类抗肿瘤药物的新方法. 4、蒽环类抗生素米托蒽醌-钼酸盐体系在0.12mol/L左右的盐酸或硝酸介质中，米托蒽醌与钼酸盐反应形成离子缔合物时能引起RRS显著增强，并导致二级散射(SOS)和倍频散射(FDS)强度明显提高。在不同的酸性介质中离子缔合物具有相似的光谱特征，其最大散射波长分别位于365nm(RRS)、775nm(SOS)和350nm(FDS)。在一定范围内，米托蒽醌浓度与三种散射强度(AI)成正比，可用于米托蒽醌的测定。RRS具有最高的灵敏度，它在盐酸和硝酸介质中对于米托蒽醌的检出限分别为5.6ng/mL和8.2ng/mL。由于柔红霉素、表柔比星等常见蒽环类抗生素不与钼酸盐产生类似作用，因此可以在其它蒽环类抗生素存在下选择性地测定米托蒽醌。文中实验了适宜的反应条件、影响因素和共存物质的影响。方法可用于血清和尿样中米托蒽醌的测定，它不仅灵敏度高，而且简便、快速。文中还对反应机理进行了探讨。 5、蒽环类抗生素-阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠体系在pH5.8左右的酸性介质中，阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)与表柔比星(EPI)、柔红霉素(DNR)和米托蒽醌(MXT)等蒽环类抗生素依靠静电作用和疏水作用结合在一起，在引起吸收光谱和荧光光谱的变化的同时，导致共振瑞利散射(RRS)的显著增强并产生新的RRS光谱。最大RRS峰分别位于313nm(SDS-DNR)、313nm(SDS-EPI)和296nm(SDS-MXT)附近。它对表柔比星、柔红霉素和米托蒽醌的检出限分别为0.074，0.078和0.042μg/mL，而其线性范围分别为0.26～20.0，0.25～20.0和0.14～10.0μg/mL。文中研究了反应产物的吸收、荧光和RRS光谱特征，适宜的反应条件及分析化学性质，据此发展了一种用RRS技术灵敏、简便、快速测定蒽环类抗癌药物的新方法。

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第一章绪论

第二章蒽环类抗生素与核酸相互作用的共振瑞利散射光谱研究及其分析应用

（一）蒽环类抗生素与DNA相互作用的共振瑞利散射光谱研究及其分析应用

（二）蒽环类抗生素与RNA相互作用的共振瑞利散射光谱研究及其分析应用

第三章蒽环类抗生素与刚果红相互作用的共振瑞利散射光谱研究及其分析应用

第四章米托蒽醌与钼酸盐相互作用的共振瑞利散射光谱研究及其分析应用

第五章蒽环类抗肿瘤抗生素与阴离子表面活性剂SDS相互作用的共振瑞利散射光谱研究及其分析应用

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文：

致谢