本论文共分为五个部分，主要对近年来小分子与DNA相互作用的研究现状进行了综述，并分别研究了几种药物和农药小分子与DNA的相互作用，同时尝试将化学计量学方法用于解析实验得到的二维吸收光谱数据和三维同步荧光数据，讨论了方法的原理和实际应用，并探讨了化学计量学在复杂的生物化学体系中(探针-DNA-小分子体系)实现同时解析多组分平衡浓度和纯光谱的可行性。 第一部分：本节首先对DNA的化学和生物学性质进行了简介，然后依次对小分子与DNA相互作用的研究方法、研究对象和作用方式展开了评述。在分子水平上深入研究小分子化合物与DNA的键合与识别机理能够帮助人们理解DNA与小分子的作用原理，为寻找、筛选及研制开发药效高、抗癌或抗菌谱广及毒副作用小的新药提供丰富的理论依据。最后还展望了小分子与DNA作用研究的发展趋势，将开发新的探针、各种仪器方法的联用及化学计量学方法的引入作为本研究的重点。 第二部分：本节在实验条件接近人体生理环境的pH7.4的Tris-HCl缓冲液中，分别采用电化学方法、紫外光谱法及荧光光谱法并利用中性红作电化学探针研究了核黄素和小牛胸腺DNA的相互作用，几种方法的结果(随着DNA浓度逐渐增加，核黄素的峰电流减小，峰位正移；紫外光谱产生减色效应；荧光产生猝灭以及核黄素和中性红竞争与DNA相互作用)都表明两者能发生嵌插结合；多种计算方法得到两者作用的结合位点数为1，结合常数达到105M-1。本体系同时还对核黄索电化学诱导损伤DNA的机理进行了推测。 第三部分：本节同时应用紫外光谱法、电化学方法和同步荧光光谱法并通过染料中性红作为光谱探针研究了栎精-铜配合物和DNA的相互作用，结果表明栎精-铜配合物能够在中性条件下嵌插在DNA的双螺旋结构中。同时使用了交替最小二乘算法(ALS)来解析中性红-DNA-(栎精-铜)体系的二维紫外光谱数据，通过讨算分辨得到了不同浓度栎精-铜配合物和中性红-DNA体系中的中性红发生竞争作用时，栎精-铜配合物、中性红及中性红-DNA在平衡时各自的浓度变化趋势，进一步证实了栎精-铜配合物和中性红与DNA作用时具有相同的作用方式和作用位点，因此栎精-铜配合物可以将中性红-DNA体系中的中性红置换出来。 第四部分：本节工作主要应用分子光谱研究了三种氟喹诺酮类药物与DNA作用的模式和强度。实验表明在Tris-HCl缓冲液中，即使不存在金属离子或者ATP作为中介，DNA仍然能够和诺氟沙星、氧氟沙星、洛美沙星及三种沙星的混合物相互作用并形成不发射荧光的基态络合物。本文同时采用平行因子算法解析沙星混合物与DNA作用的三维同步荧光光谱数据，所得结果再与沙星单独与DNA作用所得到的结果进行比较，发现当沙星混合药物与DNA作用时，三种沙星与DNA的作用强度和沙星药物单独使用时的作用强度相比会发生变化，本文的研究就能够帮助我们在临床上更合理地使用单一药物和复合药物以取得最显著的药效。 第五部分：本节工作分别从荧光光谱、紫外吸收光谱、电化学伏安峰、DNA的热变性行为及盐效应方面研究了氨基甲酸酯类农药异丙威及其水解产物与DNA的相互作用。异丙威和DNA作用后形成加合物的过程可以从其吸收光谱和荧光光谱的变化反映出来，同时DNA的熔解温度实验和盐效应也说明异丙威能够和DNA发生嵌插作用并对其造成损伤。而异丙威水解产物和DNA作用以后，会导致电化学峰正移以及电流减小，也表明两者之间存在相互作用。本工作还分别计算了两者和DNA作用的结合常数，发现水解产物和DNA的结合常数比异丙威的要大一个数量级，即其更易和DNA形成加合物而损伤DNA。另外，本文还对农药及其代谢产物的毒性机理进行了简单的叙述。