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含稠杂环芳烃结构的农药喹菌酮和噻菌灵以及含稠环芳烃结构的甲萘威的主要代谢产物1,2-二羟基萘与DNA所发生的相互作用,可以导致基因毒性。研究小分子与DNA的相互作用有助于从分子水平上阐明基因毒物致癌和致畸的分子生物学机制。萘的毒性主要依赖于它的代谢过程,1,2-二羟基萘或1,2-萘醌是萘在人体内的最终代谢产物,而1,2-二羟基萘作为1,2-萘醌的前体物质,是萘最灵敏的生物标志物。六价铬是一种重要的环境重金属污染物,具有致癌作用,但是六价铬的毒性机制仍然众说纷纭。在众多的机制中,六价铬在细胞内可以发生还原反应,并产生活性氧(ROS)和中间产物,从而可以诱导DNA损伤,该基因毒性机制已经引起了科技工作者们的广泛关注。 因此深入研究稠杂环芳烃农药或重金属与DNA的相互作用以及建立快速简便的检测方法是十分必要的。本文用电化学发光法研究了稠杂环芳烃与DNA的相互作用,并且建立了用差分脉冲伏安法检测1,2-二羟基萘浓度的分析方法,研究了六价铬诱导的DNA损伤。主要研究内容如下: (1)为了研究农药分子喹菌酮、噻菌灵以及农药甲萘威的代谢产物1,2-二羟基萘与双链DNA(ct-DNA)的相互作用,将带正电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)与带负电荷的DNA自组装到玻碳电极(GCE)表面,构建核酸传感膜,以钌配合物二联吡啶二吡啶并[3,2-a∶2,3-c]吩嗪钌([Ru(bpy)2dppz]2+,简写为Ru-dppz)作为电化学发光指示剂,以三丙胺(TPA)作为共反应物,利用有机化合物分子与Ru-dppz在DNA上的竞争置换作用,用电化学发光法测定了农药分子与DNA的结合常数。结果得到喹菌酮、噻菌灵和1,2-二羟基萘与DNA的结合常数分别为2.78×105L/mol、0.0836×105L/mol和0.104×105L/mol。并用紫外吸收光谱法和荧光光谱法进一步确证了这种竞争置换作用。根据构效关系阐明了这种作用与农药分子结构之间可能存在的内在联系。 (2)采用循环伏安法在氧化石墨烯(GO)和四氯金酸溶液中一步共还原,在玻碳电极表面进行电沉积,制成电化学还原氧化石墨烯-金纳米粒子修饰的玻碳电极(ERGO-AuNPs/GCE),对不同修饰电极进行了扫描电镜(SEM)表征以及能谱分析,用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了1,2-二羟基萘的电化学性质,探讨了1,2-二羟基萘在电极表面发生氧化还原反应的机理,结果表明1,2-二羟基萘在电极反应过程中电子转移时伴随着同等数量的质子转移,并且该反应主要受扩散过程的控制。同时建立了1,2-二羟基萘的差分脉冲伏安检测方法,分析实验结果可得实验测得的氧化峰电流与1,2-二羟基萘浓度在5.0×10-6mol/L~1.0×10-4mol/L浓度范围呈良好的线性关系,线性回归方程为Ipa(μA)=1.128+0.138c(μmol/L)(n=3),相关系数和检出限分别为γ=0.9987和1.8×10-7mol/L。(3)首先将带正电的PDDA与带负电的DNA通过静电作用力固定在玻碳电极表面,制成了DNA电化学传感器,然后用电化学发光法研究了六价铬诱导的DNA损伤。实验过程中对组装层数、PDDA和DNA的温育时间等条件进行了优化。在最优条件下考察了溶液的组成成分以及溶液的浓度对目标分析物与DNA相互作用的影响,本研究所制备的DNA生物传感器可检测造成DNA损伤的溶液浓度为4.0×10-5mol/L Cr(Ⅵ)+2.0×10-4mol/L GSH+2.0×10-4mol/L H2O2。