围绕DNA与小分子相互作用的研究,通过表面实时分析技术,多种光谱以及电化学方法,对界面上、溶液相中DNA与小分子的相互作用过程进行研究。旨在从多角度揭示DNA与小分子相互作用过程中的结合模式、结合强度、结合方位以及DNA的结构变化等信息。　　 1.通过双偏振干涉测量(dual-polarization interferometry,DPI)技术实时研究了基因DNA在表面的固定,以及与小分子的相互作用过程,尤其是DNA结构变化。变性前、后的基因DNA都通过静电作用固定于预吸附了聚正电解质PEI的传感片表面,得到相近的DNA负载量。DNA的刚性双链结构导致其形成较厚、密度较低的层结构,而变性后DNA形成较薄、紧密的层结构。典型嵌插剂溴化乙锭,引起双链DNA结构变紧凑；但是与变性DNA同时以静电和嵌插作用结合,引起DNA层厚度、密度都稍微增大。精胺通过静电作用结合DNA,引起两种DNA层厚度增大、密度下降。但是双链DNA层结构更加松散,利于精胺的渗透结合,结构变化更大于变性DNA。　　 2.基于DPI技术,首次通过消光和相位两种测量模式,对小分子米托蒽醌(mitoxantrone,MTX)、亚甲基蓝(methylene blue,MB)与DNA的相互作用进行了实时研究。DPI消光测量结果表明,小分子在带正电荷的PEI、氨基化修饰的表面由于静电排斥作用不能结合,几乎不引起消光现象；在裸传感片表面、DNA表面分别由于静电吸附、特异性结合,引起了不同程度的消光现象；消光程度与小分子在界面的结合量成正比,通过理论计算,由消光程度可得到小分子在DNA层的结合质量。DPI的相位测量,则反映相互作用过程中总的有效折射率变化,通过解析可以得到DNA层结构和质量信息,提供了整个相互作用过程中各种变化的综合结果,即小分子的结合和DNA骨架的对离子、水分子结合或释放。因此结合消光和相位两种测量,可以得到DNA－小分子相互作用更详细的信息。　　 3.通过多种光谱技术(紫外－可见、荧光、圆二色和表面增强拉曼光谱)和电化学方法研究了TB(toluidine blue,TB,)一种潜在的癌症光动力学治疗药物与小牛胸腺DNA在溶液相中的相互作用过程。实验结果表明,TB与DNA是以嵌插作用和静电作用在内的多重作用模式结合的；TB的诱导圆二色信号验证了其与DNA嵌插作用的存在,而DNA圆二色信号在作用前后的改变表明DNA结构发生了转变。紫外热变性实验证明了DNA热稳定性随着结合TB而增加。拉曼光谱和电化学方法分别揭示了TB与DNA结合时的优先取向,以及疏水性强的还原态TB更容易嵌插进入DNA。　　 4.利用紫外-可见、荧光、圆二色光谱以及紫外热变性实验,研究了单壁碳纳米管(SWNTs)对溶液相中米托蒽醌(MTX)与DNA相互作用的影响。紫外-可见吸收光谱实验表明,SWNTs可以引起MTX吸收光谱的减色,但峰位没有移动。SWNTs可以猝灭MTX的荧光,且温度对荧光猝灭没有明显影响。DNA存在下,SWNTs对MTX的减色程度、荧光猝灭程度都下降了,这说明DNA能显著阻碍MTX与SWNTs的结合。DNA圆二色光谱不受SWNTs的影响,说明两者没有明显作用；但MTX能引起DNA构象变化,并且不会受SWNTs存在的影响。紫外热变性实验表明,MTX使DNA的Tm明显升高,SWNTs可以使DNA的Tm略微降低,两者同时存在使DNA的Tm介于DNA和MTX-DNA之间。综上所述,SWNTs与MTX有一定的疏水作用,但是弱于MTX-DNA间的相互作用,因此不能明显影响DNA与MTX的结合,但是会降低MTX-DNA复合物热稳定性。