脱氧核糖核酸(DNA)包含所有必需的遗传信息，是控制细胞结构和功能的主要物质。它的两条互补链通过Watson-Crick碱基对相连接构成双螺旋分子，其在生命过程中起着非常重要的作用。DNA是许多抗病毒、抗癌和抗菌类药物的主要作用靶，其结构在很多条件下可以被破坏，尤其是和小分子相互作用，所以DNA可以用于许多类型疾病的治疗。小分子与DNA相互作用的研究已成为生物化学和生命科学中热门的研究课题之一。对于药物活性小分子和DNA相互作用的研究有助于人们进一步理解药物活性小分子与DNA的相互作用模式，从分子水平上理解诸多致癌药物的致癌机理，抗癌和抗菌、抗炎药物的药理和毒性，对设计新型特效的DNA靶向药物具有重要指导意义，为临床药物的使用提供有效的理论指导。蒽环类药物是一类重要的抗癌类抗生素，主要用于急性淋巴细胞白血病和急性粒细胞白血病的治疗，但它及其代谢产物能引起一系列毒性，因此限制了它的使用。萘普生是一种治疗效果好，毒副作用小的消炎镇痛类非甾体药物。本文选取了两种蒽环类活性小分子和两种萘普生稀土金属配合物，即4’-O-(α-L-夹竹桃糖基)柔红霉素(ODNR)，柔红霉素糖苷配基(DNR-A)，钕-萘普生配合物(Nd-NAP)和镝-萘普生配合物(Dy-NAP)，通过光谱学方法研究了其与小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用。本论文共分为五个部分：第一部分：绪论主要介绍DNA在生命活动中的重要作用，DNA的结构和功能，以及小分子与DNA相互作用的研究方法及进展。第二部分：ODNR与ctDNA相互作用的研究通过紫外吸收光谱法、荧光光谱法、离子强度的影响、KI荧光猝灭实验和单双链ctDNA作用的比较实验研究了ODNR与ctDNA的相互作用模式。结果表明，ODNR通过嵌插结合方式与ctDNA发生相互作用。猝灭机理属于静态猝灭。求取不同温度下的结合常数和结合位点数，通过热力学参数确定分子间作用力主要为疏水作用力，也可能有静电作用。第三部分：DNR-A和ctDNA的相互作用的研究DNR-A和ctDNA的相互作用的研究通过光谱学方法进行。实验发现紫外吸收光谱发生了减色效应，ctDNA通过静态猝灭方式猝灭了DNR-A的内源荧光。粘度实验、离子强度的影响、KI猝灭实验、荧光偏振、变性DNA实验和DNA解链温度实验都证明DNR-A和ctDNA的主要相互作用方式是嵌插结合。热力学参数表明疏水作用力是主要的分子间作用力。第四部分：Nd-NAP与ctDNA相互作用的研究利用荧光光谱法结合紫外吸收光谱法研究了Nd-NAP与ctDNA的相互作用。实验结果表明，Nd-NAP插入到ctDNA的碱基对之间。运用Stern-Volmer方程分析不同温度下的荧光猝灭数据，表明动态猝灭和静态猝灭可能同时存在。293K和310K温度下的结合常数和结合位点数分别是2.904×104L·mol-1，1.172和2.432×104L·mol-1，1.143。热力学参数ΔG，ΔH和ΔS的计算结果说明氢键和范德华力是主要的分子间作用力。第五部分：Dy-NAP与ctDNA相互作用的研究在模拟生理条件下，研究了Dy-NAP与ctDNA的相互作用。不同温度下的荧光猝灭数据通过Stern-Volmer方程分析，结果说明猝灭机理不是单一的猝灭方式。结合常数由修正后的Stern-Volmer方程求取。紫外吸收光谱发生了减色效应和红移，说明Dy-NAP与ctDNA之间发生了相互作用。荧光光谱、离子强度影响、碘化物猝灭实验和荧光偏振实验结果表明Dy-NAP与ctDNA的相互作用方式为嵌插结合。