人工核酸酶在新型限制性内切酶及抗癌药物方面具有非常诱人的前景，因此开发能够高效特异性切割核酸的人工合成试剂成为当前科研领域研究的热点之一。近几年在研究有机小分子与核酸的相互作用和对DNA催化裂解方向取得了很大进步，但报道的大部分的断裂剂是过渡金属配合物，大多是通过氧化还原机理催化DNA裂解。由于在氧化还原过程中它们导致自由基的生成和碱基与脱氧核糖的破坏，因此限制了它们的药学使用。近年来，在研究核酸水解断裂的化学模拟方面人们已经取得了很大进展。大环类化合物与生命体内的大环化合物的基本结构单元相似，合成这类化合物并对它们的结构和性质进一步的研究将有助于揭示生命体内部化学反应的规律，因此大环类金属配合物在化学、生物和医学领域中具有广泛的应用前景。与此同时，稀土及其配合物作为人工核酸酶的研究越来越受到人们的重视，因为它们能高效地促进DNA中的磷酸二酯键水解，同时不会导致碱基和脱氧核糖的破坏。为了获得高效的人工（或者化学）核酸酶体系，本文研究了三种氮杂大环配体与铈、镧离子构成的配合物作为人工核酸酶对核酸及其模型物BNPP的催化活性和水解裂解机理。通过紫外分光光度法研究了饱和氮杂大环（L₁）、不饱氮杂大环（L₂）和具有羧基侧臂的氮杂大环（L₃）配体与铈、镧离子构成的配合物作为人工核酸酶对核酸模型物BNPP的催化水解作用，并根据光谱分析和动力学研究结果提出了催化反应机理。研究表明，在适当的酸度和温度条件下，催化体系表现出较高的催化活性和稳定性，催化活性物质是配体与金属离子形成的金属配合物。在相同条件下，氮杂大环铈配合物较镧配合物对BNPP水解的催化效率更高。在研究氮杂大环镧系金属配合物催化BNPP水解机理的基础上，通过紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和电化学方法研究了氮杂大环金属配合物CeL₁，LaL₁，CeL₂，LaL₂，与DNA相互作用的结合模式。研究表明，氮杂大环稀土金属配合物是通过与DNA双螺旋结构外侧的磷酸结合发生相互作用。同时使用凝胶电泳法研究了它们对DNA的水解切割作用。研究结果表明，LnL₁与DNA结合作用最强，切割DNA效率最高，LnL₂,次之，LnL₃几乎没有切割作用。由此可见，配体的结构对与DNA结合性和切割作用具有重要的影响力。综上所述，杂氮大环稀土金属配合物能有效水解断裂DNA模型化合物和DNA，是有效的人工核酸酶体系。进一步设计和合成具有特定结构的杂氮环镧系金属配合物，研究其催化活性及其催化机理，是人工核酸酶研究中值得进一步探索的方向。