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核酸是遗传信息的载体和基因表达的物质基础,在生命科学中起着十分重要的作用。核酸研究是现代生物学、生物化学和医学中重要的研究领域。在核酸的化学研究领域中,小分子用作癌化学治疗剂、核酸染色剂及结构探针等一直是非常活跃的研究方向。而化学以其先进的设备和灵敏的检测手段,为核酸的研究提供了坚实的基础。 共振光散射技术(Resonance Light Scattering)是近些年迅速发展起来的新的仪器分析技术,因其灵敏度高、操作简单等显著特点而备受关注。共振光散射技术简化了光散射分析的仪器设备,操作简单易行,有利于对大批量样品的测定。因此共振光散射技术在化学分析中有着广泛的实用价值和应用前景。 本文采用共振光散射技术建立了几种新的DNA分析方法,并利用共振光散射技术探讨了小分子物质与DNA的作用机理。全文分为三个部分: 第一部分:DNA在有机酸介质中的共振光散射光谱研究。 在甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、三氯乙酸、三氟乙酸介质中小牛胸腺DNA的共振散射光谱都有不同程度的增强,而在三氯乙酸介质中,小牛胸腺DNA的散射光强度最大、稳定性最好。0.2mol/L的三氯乙酸介质中,小牛胸腺DNA在0.05μg/mL~50μg/mL、鱼精子DNA在0.05μg/mL~40μg/mL的范围内散射光强度与浓度有着良好的线性关系,检出限为12.24 ng/mL的小牛胸腺DNA和17.94 ng/mL的鱼精子DNA。浓度为4μg/mL的核苷酸、0.1μg/mL的蛋白质、多数金属离子在1.0×10-5mol/L的浓度时对小牛胸腺DNA在三氯乙酸介质中的散射光强度没有影响,由此建立了一种三氯乙酸作为共振散射探针测定DNA的新方法。该方法已成功用于四个合成样品中小牛胸腺DNA和鱼精子DNA含量的测定。 第二部分:阿霉素与DNA作用的共振光散射研究。 试验表明,在pH=2.21~11.98的Britton-Robinson缓冲溶液中,小牛胸腺DNA的加入导致阿霉素的共振光散射光谱增强,在322 nm与564 nm处产生两个强烈的共振散射峰。其中在322nm处的共振光散射峰强度与小牛胸腺DNA的浓度在0.1~8μg/mL、鱼精子DNA的浓度在0.08~8μg/mL内呈良好的线性关系,检出限分别为36.8 ng/mL的小牛胸腺DNA和40.1 ng/mL的鱼精子DNA。浓度为10μg/mL的蛋白质、10μg/mL的核苷酸都不干扰DNA的分析测定,大多数金属离子的允许浓度也都很高(>10-5mol/L)。建立了一种阿霉素作为共振散射探针测定DNA的方法。由于DNA与阿霉素相互作用的特异性,该分析方法具有较高的选择性。 第三部分:多胺与DNA作用的共振光散射研究。 研究了三种常见多胺与小牛胸腺DNA作用的共振光散射光谱。发现在pH=2.21~9.15的Britton-Robinson缓冲溶液中,小牛胸腺DNA的加入导致精胺共振光散射光谱的增强,在343 nm处产生强烈的共振散射峰。小牛胸腺DNA的浓度在0.1~40μg/mL的范围内有良好的线性关系和较高的灵敏度,相关系数为0.9989,检出限为19.05 ng/mL。浓度为10 μg/mL的蛋白质、10 μg/mL的核苷酸都不干扰DNA的分析测定,金属离子的允许浓度较低,一般为1.oxlo一7mol/L。由此建立了一种在生理活性pH下测定DNA的共振光散射分析方法。