小分子物质与DNA相互作用的光谱性质研究及导数荧光法的应用

摘要

在生物体内,核酸的数量虽然很少,却是生物体细胞内最重要的生物大分子。核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两种。DNA作为生物体内的遗传物质,主宰着生命过程中的全部信息。它既决定着细胞的形态、组成和功能,又决定着细胞的生长繁殖、变化和变异。因此研究DNA自身的组成结构以及构象,药物、离子、表面活性剂等小分子与DNA的相互作用,小分子物质与DNA之间的结合方式以及DNA在这些小分子物质的作用下自身的结构和功能的变化。有助于解释DNA的功能和结构之间的关系,认识一些疾病的致病原因和某些药物的治疗机制,对于研究超分子体系的化学本质也有重要的意义,并能为研制新型高效的药物提供极具指导性的信息。近来已成为生物学、化学、医学、药学、物理学及计算机学等领域的研究热点,占据了生命科学研究的重要部分。
　　 本论文采用了紫外可见吸收光谱法、分子荧光光谱法等一系列光谱学的方法,对DNA和一些小分子物质之间的结合方式、结合常数、猝灭类型等进行了研究,从更加微观的分子角度来揭示小分子和DNA之间的作用方式。并且为新型药物的开发提供了很有效的线索。
　　 论文主要包括以下几个部分:
　　 1.绪论部分的内容主要介绍了DNA的研究背景;DNA的分子结构特征;DNA自身的物理化学性质;DNA和小分子之间的作用力类型,研究方法以及发展前景;最后展望了荧光分析法的前景。
　　 2.论文的第二部分采用经典的荧光探针盐酸小檗碱(BR),以荧光光谱法为主要手段研究了稀土金属离子、各种表面活性剂对鲱鱼精DNA-BR混合体系所产生的荧光性质的影响,并讨论了其作用机理。这对于研究和揭示表面活性剂在生物体内的毒性作用、了解DNA与金属离子的结合原理以及它们对DNA生物功能的影响具有积极的意义。
　　 3.论文的第三部分依然采用盐酸小檗碱为荧光探针,通过紫外光谱、荧光光谱、热变性曲线及Scatchard方程等手段研究了橙皮素、柚皮素在Tris-HCl的作用下和DNA-BR混合体系的相互作用,结果证明了小分子橙皮素、柚皮素和DNA之间的猝灭类型均为动态猝灭和静态猝灭二者相结合的混合猝灭,且他们与DNA之间不仅存在着嵌插作用而且存在着非特异性的静电作用,并且求出了它们与DNA之间的结合常数。
　　 4.论文的第四部分通过荧光光谱、紫外光谱等分子光谱法以及热变性曲线等手段研究了姜黄素和青蒿素与DNA-BR混合体系的相互作用,研究表明,在接近人体生理酸度(pH=7.4)的条件下,姜黄素和青蒿素与DNA之间的猝灭类型为单一的动态猝灭;姜黄素和青蒿素与DNA之间主要是以嵌插作用结合的,并不存在非特异性的静电作用。并且求出了它们与DNA之间的结合常数。
　　 5.论文的第五部分采用一阶导数荧光光谱法来测定环境水中的对氨基苯酚和2-萘酚,解决了这两种物质的常规荧光光谱相互重叠从而产生干扰的问题。该方法快捷简单,灵敏度高。已经用于环境水中这两种污染物的检测,该方法用于2-萘酚测定的线性范围为2×10-8 mol·L-1～8×10-5 mol·L-1,R=0.9996。用于对氨基苯酚测定线性范围为1×10-7mol·L-1～6×10-4 mol·L-1,R=0.9997。2-萘酚的检出限为8.11×10-9 mol·L-1;对氨基苯酚的检出限为3.21×10-4 mol·L-1。此方法的相对标准偏差2-萘酚的为1.66％,对氨基苯酚的为6.94%。