光譜法和電化學(xué)方法研究——幾種危險(xiǎn)物質(zhì)與DNA的作用.pdf

1、本論文以多種分析測(cè)試技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法研究了幾種危險(xiǎn)物質(zhì)與小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用,其中包括異丙腎上腺素、溴鼠靈、隱性孔雀石綠和環(huán)境激素。通過(guò)這些研究有助于理解它們?cè)隗w內(nèi)的作用過(guò)程,能夠更好地在分子水平上闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì),深刻理解某些疾病在基因水平上的發(fā)病機(jī)理,為臨床治療以及新藥研究提供了一定的理論依據(jù)。
　　 論文主要分為五個(gè)部分。第一部分綜述了DNA這種生物大分子在整個(gè)生命過(guò)程中扮演的重要角色,DNA的結(jié)

2、構(gòu)特征和小分子與DNA的作用類(lèi)型等,然后分別介紹了熒光、紫外、電化學(xué)等各種分析手段以及化學(xué)計(jì)量學(xué)在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。第二部分主要是采用電化學(xué)和光譜學(xué)的方法研究異丙腎上腺素與小牛胸腺DNA的相互作用。在玻碳電極上采用循環(huán)伏安法(cyclic voltammetry)和微分脈沖伏安法(differential pulse voltammetry)研究異丙腎上腺素的電化學(xué)特征,可以觀察到異丙腎上腺素被氧化并且有一個(gè)不可逆的氧化峰,繼而推斷出異

3、丙腎上腺素與DNA的作用方式為嵌插作用,并得到結(jié)合常數(shù)K和計(jì)量系數(shù)比m。采用化學(xué)計(jì)量學(xué)多元曲線分辨一交替最小二乘法(MCR-ALS)解析紫外和熒光數(shù)據(jù)擴(kuò)展的光譜矩陣,得到異丙腎上腺素、DNA以及異丙腎上腺素—DNA絡(luò)合物的純光譜和濃度趨勢(shì)圖,并根據(jù)濃度趨勢(shì)圖得到反應(yīng)過(guò)程的定量信息。第三部分是采用熒光光譜法和紫外光譜法研究溴鼠靈與DNA的相互作用,通過(guò)探針競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn),鹽效應(yīng)實(shí)驗(yàn)和碘化鉀(K1)猝滅實(shí)驗(yàn),推斷作用方式為溝槽作用和靜電作用的聯(lián)合

4、作用方式。通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)多元曲線分辨。交替最小二乘法(multivariatecurve resolution-alternating least squares,MCR-ALS)解析組合的光譜矩陣得到絡(luò)合物的結(jié)合常數(shù)為(6.40±0.5)×104 M-1,結(jié)合比為1.0。在維生素K1存在下,溴鼠靈與DNA的相互作用會(huì)減弱,使用平行因子分析(PARAFAC)對(duì)三維熒光矩陣進(jìn)行解析,根據(jù)得到的濃度變化趨勢(shì)圖可知維生素K1加入溴鼠靈-DNA

5、體系后,形成一種三元絡(luò)合物。第四部分研究了隱性孔雀石綠與DNA的作用情況以及表面活性劑對(duì)絡(luò)合物的影響。通過(guò)圓二色譜圖(CD)中B-DNA型的特征245nm峰位置的藍(lán)移,說(shuō)明隱性孔雀石綠與DNA的作用方式為嵌插作用。隨后采用鹽效應(yīng)實(shí)驗(yàn)和KI猝滅實(shí)驗(yàn)對(duì)作用方式進(jìn)一步驗(yàn)證。利用多元曲線分辨一交替最小二乘法對(duì)擴(kuò)展的光譜數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行解析,得到隱性孔雀石綠、DNA和隱性孔雀石綠-DNA的純光譜圖以及相對(duì)應(yīng)的濃度變化趨勢(shì)圖,并對(duì)其進(jìn)行定量分析得到結(jié)合

6、常數(shù)和結(jié)合比。此外考察了不同比例的十六烷三甲基溴化銨(CTAB)與DNA存在時(shí),隱性孔雀石綠的熒光增強(qiáng)情況,當(dāng)CTAB的濃度越大時(shí),隱性孔雀石綠的熒光增強(qiáng)程度越大。由于隱性孔雀石綠本身具有致癌性,所以環(huán)境中的表面活性劑的存在可能會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)的二次中毒。第五部分利用伏安法、熒光法、紫外法和圓二色譜同時(shí)研究?jī)煞N環(huán)境激素(壬基酚和辛基酚)與DNA的相互作用。固定環(huán)境激素濃度,不斷增加DNA的量,通過(guò)CO光譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)溶液中DNA的CD信號(hào)

7、在壬基酚中增強(qiáng)的程度大于辛基酚,說(shuō)明與DNA的相互作用過(guò)程中壬基酚強(qiáng)于辛基酚。與此同時(shí)研究不同溫度下的熒光實(shí)驗(yàn),通過(guò)Stem-Volmer方程計(jì)算得到兩種環(huán)境激素與’DNA的作用常數(shù)大小為壬基酚大于辛基酚。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明壬基酚和辛基酚與DNA的作用方式為嵌插作用,通過(guò)計(jì)算得到的結(jié)合常數(shù)大小為壬基酚大于辛基酚。
　　 通過(guò)本文的研究可以發(fā)現(xiàn),這些危險(xiǎn)物質(zhì)與DNA的相互作用的主要方式是嵌插作用,嵌插作用的主要作用位點(diǎn)是DNA雙螺旋結(jié)