DNA是生命遗传的物质基础,也是个体生命活动的信息基础,控制着细胞的增殖与分化,许多疾病及癌症等生物过程与自由基对DNA的损伤作用有着密切的关系,因此,寻找灵敏、快速、简便的分析方法检测DNA损伤,监测损伤过程,这对疾病早期诊断、环境保护、药物筛选等具有极其重要的意义。如果能在早期研究中快速检测出某些化合物对DNA具有明显的损伤作用,则可以将其预先排除,从而降低研究费用、缩短实验时间。近年来,采用电化学方法检测DNA损伤及将其应用在化学物品毒性筛选方面做了大量的工作。室温离子液体作为一类新型的绿色非水溶剂,具有良好的离子导电性、宽电化学窗口、不易挥发、粘度大、不可燃性、对多种无机物和有机物表现出好的溶解能力、具有良好的化学和高热稳定性等特点。以室温离子液体为非水溶剂,自由基在离子液体体系中的扩散速度比较慢,相互碰撞的机会减少,从而延长它们的寿命,为自由基的研究提供了比较合适的环境。本文研究了自由基的产生机理,考察了自由基对DNA的损伤作用,并用所建立的电化学方法研究抗氧化剂对DNA损伤的抑制作用,这可为疾病的诊断、药物的筛选及药物分析提供理论依据。本论文研究的主要内容包括以下四个方面：(1)合成了N,N’-二烷基取代的咪唑阳离子和PF6-阴离子组成的对水和空气稳定的室温离子液体,并对其结构和性能进行表征；选择能较好地保持自由基的寿命、具有较好的生物亲和性、能较好地溶解某些生物小分子、有较宽的电位窗口的室温离子液体,以满足电化学研究的要求。(2)以水溶液为介质,利用干燥吸附法制备DNA-GOx修饰玻碳电极,以Co(bpy)33+为电化学探针,采用方波伏安法研究羟自由基(·OH)对DNA损伤前后Co(bpy)33+的电流变化,探讨了DNA损伤的程度和作用的机理。随着浸泡时间的增加,Co(bpy)33+的氧化峰电流逐渐减小,说明损伤程度逐渐变大。研究了葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生H202,进一步与Fe2+反应生成·OH,引起了DNA损伤。同时,探讨了抗氧化剂如抗坏血酸(AA)和芦荟大黄素(AE)对DNA损伤的保护作用。为了消除H202的不稳定性,建立了一种利用酶催化的类Fenton反应模仿生物体内产生羟自由基对DNA损伤的电化学方法。(3)以室温离子液体为介质,研究了酶催化的类Fenton反应在离子液体中产生羟自由基的机理。利用干燥吸附法制备DNA-GOx修饰玻碳电极,以Co(bpy)33+为电化学探针,采用方波伏安法研究羟自由基对DNA损伤前后Co(bpy)33+的电流变化,探讨了DNA损伤的程度和作用的机理,建立了室温离子液体中研究羟自由基对DNA损伤的电化学方法。与传统的溶剂相比,离子液体因其优良的性能为自由基的研究提供了合适的环境。自由基在粘度较大的离子液体中的扩散速度缓慢,可以减少它们之间相互碰撞的机会,从而使自由基在粘度较大的离子液体中寿命显著增加。这就较好地解决了由于·OH的不稳定和寿命短的特性造成的研究DNA损伤的困难。建立了一种更灵敏的、更有效的电化学方法检测DNA损伤。同时,探讨了三种抗氧化剂对其损伤的抑制作用。进一步证实了GOx/glucose/FeSO4体系可以作为一种类Fenton试剂生成·OH引起DNA损伤。(4)以水溶液为介质,利用物理吸附法制备了DNA-XOD修饰玻碳电极。以Co(bpy)33+为电化学探针,采用SWVs研究羟自由基对DNA的损伤作用。研究了黄嘌呤氧化酶催化黄嘌呤产生H2O2,进一步与FeSO4反应,生成·OH,引起了DNA损伤。同理,利用黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤生成黄嘌呤和H202,生成的黄嘌呤再进一步被黄嘌呤氧化酶催化生成尿酸和H202,进一步与FeSO4反应生成·OH。伴随这个过程会生成超氧自由基。比较二种损伤体系的效果,由于次黄嘌呤被催化的过程更复杂,所以效果不如黄嘌呤的效果好,培养时间较长,损伤程度较小。以芦丁、芦荟大黄素和抗坏血酸等抗氧化剂为研究对象,采用上面所建立的电化学方法,研究它们对羟自由基所引发的DNA损伤的抑制作用。结果表明这三种物质在一定的浓度范围内,对DNA损伤均有抑制作用。建立了一种有效的模拟生物体内新成代谢生成·OH而造成的DNA损伤的方法。