植物生长调节剂与生物大分子相互作用光谱研究及其分析应用

摘要

作为组成生命最为重要的两类物质，核酸和蛋白质对一切生命活动都有至关重要的作用。核酸是遗传的物质基础，它的结构直接影响其功能；而蛋白质是生物体含量最丰富的高分子物质，在生物体内有重要的功能和地位。 植物生长调节剂的使用促进了现代农业生产的发展，然而随着植物生长调节剂品种和用量的不断增加，它在食品和环境中的残留所引发的一系列问题越来越突出，对人类健康与环境的危害己引起广泛的关注。同时，对植物生长调节剂残留物及其代谢物的高灵敏度检测也变得尤为重要。 本论文利用荧光技术、共振光散射技术、吸收光谱技术、圆二色谱技术、透射电镜等手段研究了植物生长调节剂与生物大分子的作用机理，建立了植物生长调节剂快速、准确、简便的分析方法。论文共分五个部分。 论文的第一部分主要综述了药物与生物大分子相互作用的研究方法和研究进展，以及共振光散射技术基本原理及其分析应用的研究进展等。共引用文献193篇。 论文的第二部分中，利用荧光光谱法、紫外光谱法、圆二色光谱法等方法研究了6-苄氨基嘌呤(6-Benzylaminopurine，缩写为6-BA)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用机理。结果表明：6-BA可以显著猝灭BSA的荧光，其猝灭机制为静态猝灭。6-BA与BSA的结合常数在293K、298K和308K时分别为2.4×104、2.6×104和3.1×104 L/mol，两者之间存在一个结合位点。体系的焓变ΔH和熵变ΔS分别为14.2 KJ/mol和132.1 J/(mol·K)，说明6-BA与BSA之间主要以疏水作用力相互结合。根据Forster非辐射能量转移理论，6-BA与BSA间的结合距离为2.99nm，能量转移效率为0.24。紫外光谱和圆二色光谱实验结果表明，6-BA可以导致BSA构象发生改变。 论文的第三部分中，利用荧光光谱法、紫外光谱法、荧光寿命和圆二色光谱法等方法研究了6-糠氨基嘌呤(Kinetin，缩写为KT)与牛血清白蛋白之间的相互作用机理。结果表明：KT可以显著猝灭BSA的内源荧光，其猝灭机制为静态猝灭，其猝灭常数Ksv在288K和303K时分别为1.45×104和1.42×104 L/mol，Stern-Volmer曲线是两段相交于CKT=8.0×10-3mol/L的回归曲线，说明KT与BSA之间存在两类结合位点。数据处理及热力学参数计算表明：低浓度KT-BSA(CKT＜8.0×10-5mol/L)的结合主要是疏水作用，结合位点数约为1；较高浓度KT(CKT＞8.0x10-mol/L)主要以氢键、范德华力与BSA结合，结合位点数3.7。根据Forster非辐射能量转移理论计算了KT与BSA间的结合距离，紫外光谱和圆二色光谱实验结果表明，KT的存在使BSA二级结构发生了改变。论文的第四部分中，利用荧光光谱法研究了α-萘乙酸(1-naphthlcetic acid，缩写为NAA)与DNA之间的相互作用。光谱实验结果表明，DNA能使NAA的荧光强度猝灭，根据荧光强度变化和荧光猝灭公式求得NAA与DNA的荧光猝灭常数，荧光寿命实验结果表明其荧光猝灭是由形成复合物的静态猝灭过程所致。黏度实验、热变性实验、离子强度等多种实验结果表明，NAA与DNA间的结合作用为部分插入式和沟槽式相结合。 论文的第五部分中，研究了在pH为4.5的HAc-NaAc缓冲溶液中，6-BA对纳米银-SDS体系的共振光散射的增强效应。研究发现，6-BA的加入可以使nanoAg-SDS体系的共振光散射强度大大增强，由此建立了一种测定6-BA的简单、灵敏的共振光散射法。在最佳实验条件下，增强的共振光散射强度与6-BA浓度之间呈线性关系。在nanoAg-SDS-6-BA体系中，6-BA的线性范围为2.0x10-8-1.0×10-mol/L，检出限为2.8x10-9mol/L，该法已应用于合成样品中6-BA的定量测定，得到满意的结果。同时通过透射电子显微技术、电导率测定技术，电势电泳技术等探讨了体系共振光散射增强的机理。 本论文的主要特点是： (1)本文利用荧光光谱、紫外吸收光谱、荧光寿命和圆二色光谱等多种手段讨论了植物生长调节剂6-苄氨基嘌呤和6-糠氨基嘌呤与牛血清白蛋白之间的相互作用，丰富了农药与蛋白质相互作用的研究内容。 (2)本文利用荧光光谱法、紫外吸收光谱法与黏度法等多种实验方法研究了NAA与DNA之间的相互作用。 (3)研究了在pH为4.5的HAc-NaAc缓冲溶液中，6-BA对纳米银-SDS体系的共振光散射的增强效应。建立了灵敏检测6-BA的新方法。该方法简便、快速，具有较宽的线性范围。并利用荧光光谱、紫外吸收光谱、透射电子显微镜等多种实验手段对体系的作用机理进行了研究。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

声明

第一章绪论

第一节药物与蛋白的相互作用

1.血清白蛋白的结构和性质

2.血清白蛋白与药物分子相互作用的光谱法研究进展

第二节药物与DNA的作用模式及研究方法进展

1.DNA的结构

2.药物与DNA的作用方式

3.药物与DNA相互作用的研究方法

第三节农残分析及共振光散射的发展

1.农药和农药残留分析检测技术概况

2.共振光散射法概述

第四节 论文的研究目的和内容

1.研究目的

2.研究内容

第二章6-苄氨基嘌呤与牛血清白蛋白相互作用的研究

1.引言

2.试验部分

3.结果与讨论

4.结论

第三章6-糠氨基嘌呤与牛血清白蛋白相互作用的研究

1.引言

2.试验部分

3.结果与讨论

4.结论

第四章α-萘乙酸(NAA)与核酸相互作用的研究

1.引言

2.试验部分

3.结果与讨论

4.结论

第五章6-苄氨基嘌呤对纳米银-十二烷基磺酸钠体系共振光散射增强效应研究

1.引言

2.实验部分

3.结果与讨论

4.机理探讨

5.结论

参考文献

致谢