某些染料小分子与DNA相互作用的电化学和光谱研究

论文摘要

近年来，随着化学合成的现代技术、化合物分离手段和化学分子结构解析技术，以及分子识别、分子间相互作用的理论和研究技术的发展，DNA与其它分子相互作用的研究成为一个比较活跃的研究领域。DNA和其它小分子之间的相互作用与DNA的复制和转录、基因突变、基因药物以及一些遗传疾病等息息相关。因此，研究DNA和其它小分子的反应在生命科学中非常重要。本论文应用电化学方法和紫外-可见光谱法研究了四种染料小分子没食子蓝（GC）、维多利亚蓝B（VBB）、灿烂甲酚紫（BCV）、新亚甲蓝（NMB）和DNA的相互作用。论文研究了没食子蓝（GC）、维多利亚蓝B（VBB）、灿烂甲酚紫（BCV）的电极过程及与溶液中DNA的相互作用，通过对加入DNA前后它们的氧化还原峰电流、峰电位及一些电化学参数如电子转移系数α和电极反应标准速率常数ks的变化的研究发现，它们均可与DNA发生结合作用，并分别求出了它们的结合比m和结合常数β。探讨了它们与DNA结合反应的条件和模式，发现GC与DNA主要发生了嵌插作用，VBB、BCV与DNA主要发生了静电结合作用。并分别以GC、VBB、BCV为探针建立了新的DNA电化学分析方法。检测限分别达到0.078mg／L、0.03 mg／L和0.076 mg／L。另外，本论文还研究了新亚甲蓝（NMB）与溶液中和电极上DNA的相互作用。NMB与ssDNA主要以静电作用相结合，而NMB与dsDNA通过静电和嵌插两种作用方式相合。研究了NMB在DNA修饰电极表面的富集和解析。求得了NMB与DNA作用的结合常数和电化学参数。结果表明NMB与ssDNA和dsDNA具有不同的结合性质，可用于识别ssDNA和dsDNA，并可指示CaMV 35S基因的杂交。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 DNA的结构
• 1.2 DNA的性质
• 1.2.1 DNA的物化性质
• 1.2.2 DNA的电化学性质
• 1.3 DNA与有机小分子的作用模式
• 1.3.1 共价结合
• 1.3.2 剪切作用
• 1.3.3 长距组装
• 1.3.4 非共价结合
• 1.4 DNA探针的分类
• 1.4.1 有机染料
• 1.4.2 金属配合物
• 1.4.3 抗癌药物
• 1.5 DNA与有机小分子相互作用的常见研究方法
• 1.5.1 光谱法
• 1.5.2 电化学方法
• 1.5.3 其他方法
• 1.6 有机小分子与 DNA相互作用的分类研究
• 1.6.1 溶液中研究有机小分子与 DNA的相互作用
• 1.6.2 DNA与有机小分子在修饰电极表面的相互作用
• 1.7 小分子与 DNA作用的研究展望
• 第二章 没食子蓝与 DNA相互作用的光谱及电化学研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 没食子蓝在玻碳电极上的电化学行为
• 2.3.2 电化学方法研究没食子蓝与 DNA的相互作用
• 2.3.3 没食子蓝与 DNA结合前后电化学参数的测定
• 2.3.4 紫外-可见光谱法研究没食子蓝与 DNA的相互作用
• 2.3.5 没食子蓝与DNA相互作用的结合比和结合常数的测定
• 2.3.6 没食子蓝与 DNA相互作用条件的优化
• 2.3.7 分析应用
• 2.4 结论
• 第三章 维多利亚蓝B作为电化学识别并测定DNA
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 循环伏安法和计时库仑法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 VBB在玻碳电极上的电化学行为
• 3.3.2 VBB与 DNA相互作用的循环伏安图
• 3.3.3 VBB及加入dsDNA后扩散系数的计时库仑法测定
• 3.3.4 电极反应标准速率常数ks'及电荷转移系数α的测定
• 3.3.5 VBB-dsDNA结合比m及结合常数β
• 3.3.6 VBB与dsDNA相互作用条件的优化
• 3.3.7 VBB与dsDNA相互作用的紫外-可见吸收光谱曲线
• 3.3.8 分析应用
• 3.4 结论
• 第四章 DNA与灿烂甲酚紫的相互作用及其检测
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 循环伏安法、计时库仑法和微分脉冲伏安法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 BCV在玻碳电极上的电化学行为
• 4.2.2 BCV与DNA相互作用的循环伏安图
• 4.2.3 BCV及加入 DNA后扩散系数的计时库仑法测定
• s及电子转移系数α的测定'>4.2.4 电极反应标准速率常数k_s及电子转移系数α的测定
• 4.2.5 BCV-DNA结合比m及结合常数β的测定
• 4.2.6 由离子强度的影响探讨 BCV与 DNA的结合模式
• 4.2.7 BCV与DNA相互作用条件的优化
• 4.2.8 BCV与 DNA相互作用的紫外-可见吸收光谱曲线
• 4.2.9 分析应用
• 4.3 结论
• 第五章 新亚甲蓝作为DNA的电化学和光谱探针的研究及其在电化学识别中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器与试剂
• 5.2.2 紫外光谱法和电化学方法研究NMB与 DNA的相互作用
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 溶液中NMB与dsDNA的相互作用
• 5.3.2 NMB与固定于电极上的ssDNA和dsDNA的相互作用
• 5.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录