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共振光散射法在核酸分析中的应用研究

作　者: 郭红勤
导　师: 陈小明
学　校: 湘潭大学
专　业: 分析化学
关键词: 共振光散射光谱法紫外-可见吸收光谱法 ctDNA 丝裂霉素C 酮洛芬钴的配合物
分类号: O657.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,生物大分子核酸与药物小分子之间的的相互作用的研究已经成为化学生物学与临床医学研究的重要部分。核酸不但是重要的生命遗传物质,而且在一些蛋白质的合成中也起重要作用。此外,核酸是构成生物体遗传功能、维持其生命的各种机能正常运行的基本单元。在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。核酸在实践应用方面有极重要的作用,现已发现近两千种遗传性疾病都和DNA结构有关。因此,在对药物等小分子与核酸的相互作用的研究上已经变得十分有意义。研究药物与DNA两者之间的相互作用方式,可以有助于理解并认识某些疾病致病机制和药物的药理机制,以及为药物分子的结构与药效之间关系提供有利的信息,同时也是指导新药设计和药物体外筛选的重要依据。在过去的一段时间,药物小分子与核酸之间的键合反应已经引起了研究工作者们的大量的兴趣。本论文主要研究了几种不同的类型的药物小分子与核酸之间的相互作用,并采用以共振光散射技术为主的多种光谱手段探讨两者反应程度及作用机理。全文共分为四个部分:第一部分:小分子与核酸之间反应的研究方法及研究现状主要介绍了核酸的分子结构、性质,以及核酸定量分析的方法,并详细描述了用共振光散射光谱法对核酸的定量测定。总结了有机小分子与核酸之间相互作用的研究方法及研究现状等。第二部分:多种光谱技术研究抗癌类药物丝裂霉素C与ctDNA的相互作用通过研究体系的共振光散射光谱和紫外吸收光谱的特征,并结合荧光分光光度法等,探求了丝裂霉素C与ctDNA的作用方式。实验考查了pH、离子强度、浓度等参数对体系的影响并得出最佳实验条件。共同揭示了丝裂霉素C与ctDNA的作用机理。结果表明,丝裂霉素C与DNA的相互作用存在有两种结合模式:沟槽作用和嵌插作用。通过这种混合作用模式使药物与DNA形成稳定的复合物而破坏DNA的结构,发挥其抗癌作用。第三部分:多种光谱技术研究抗炎类药物酮洛芬与DNA两者之间的反应采用以共振光散射为主的多种光谱分析方法,如,紫外光谱、核磁波谱等技术对酮洛芬与小牛胸腺DNA之间的相互作用进行了研究,并对二者作用机理进行了研究,机理研究表明在pH=6.5的柠檬酸-Na2HPO4缓冲溶液中酮洛芬可以和ctDNA通过沟槽键合的模式有效的结合成大离子的复合物,从而导致了共振光散射强度的增强。实验并考查了pH、酮洛芬浓度、缓冲溶液等对反应体系的影响。并根据酮洛芬与ctDNA作用的RLS强度与ctDNA的浓度呈线性关系,从而建立了一种简单快速的定量测定ctDNA的新方法。该方法具有灵敏度高、实用性好和操作简便等优点。线性范围为:1.20–9.88×10^-6 mol/L,相关系数r=0.9989,检测限为1.33×10^-9mol/L。第四部分:苯甲醛缩水合肼钴配合物的合成及其与ctDNA相互作用的研究由本实验室合成金属钴配合物,并对其进行红外光谱及元素分析,确定配合物的分子结构。采用共振光散射光谱,紫外吸收光谱,荧光光谱等多种技术研究钴配合物与DNA相互作用的情况及其作用方式。结果表明在pH=5.0的Tris缓冲溶液中钴配合物可以和ctDNA通过静电结合的模式有效的结合成大离子的复合物,从而导致了共振光散射强度的增强。实验并考查了pH、离子强度、配合物浓度、缓冲溶液等对反应体系的影响。并根据配合物的共振光散射强度在一定范围内与ctDNA的浓度成正比,建立了一种简单快速测定纳克级核糖核酸的方法。该方法具有灵敏度高、线性范围较宽和操作简便等优点。线性范围为（0.05–8.0）μg/mL;相关系数r=0.9991,检测限为4.31 ng/mL。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 核酸的光度分析  11-12
    1.1.1 基于核酸的特征吸收测其含量  11
    1.1.2 基于核酸中磷含量的测定  11-12
    1.1.3 基于核酸中戊糖量的测定  12
  1.2 核酸的荧光分析  12
  1.3 核酸的电化学分析  12-13
  1.4 核酸的共振光散射法分析  13-15
    1.4.1 共振光散射法简介  13
    1.4.2 共振光散射法的研究应用  13-15
  1.5 核酸与小分子的相互作用研究  15-17
    1.5.1 核酸与小分子之间的作用方式  15-16
    1.5.2 小分子与 DNA 相互作用的研究  16-17
  1.6 本论文的主要研究内容  17-18
第2章多种光谱技术研究抗癌类药物丝裂霉素C与ctDNA的相互作用  18-28
  2.1 实验部分  19-21
    2.1.1 分析试剂  19-20
    2.1.2 分析仪器  20
    2.1.3 实验过程  20-21
  2.2 结果与讨论  21-26
    2.2.1 酸化前后的丝裂霉素 C 的紫外光谱研究  21
    2.2.2 共振光散射光谱特征  21-22
    2.2.3 实验条件的优化  22-24
    2.2.4 丝裂霉素 C 对 DNA-EB 体系的荧光光谱的影响  24-25
    2.2.5 紫外吸收光谱  25-26
    2.2.6 变性 ctDNA 的共振光散射强度研究  26
  2.3 本章小结  26-28
第3章多种光谱技术研究抗炎类药物酮洛芬与 ctDNA 之间的相互作用  28-38
  3.1 实验部分  29-30
    3.1.1 分析试剂  29
    3.1.2 分析仪器  29
    3.1.3 实验过程  29-30
  3.2 结果与讨论  30-36
    3.2.1. 共振光散射光谱特征  30-31
    3.2.2 紫外-可见光谱特征  31
    3.2.3 反应的最佳条件优化  31-33
    3.2.4 体系的核磁共振波谱  33-34
    3.2.5 变性 ctDNA 的共振光散射强度研究  34-35
    3.2.6 粘度实验  35-36
    3.2.7 线性关系及合成样品的分析  36
  3.3 本章小结  36-38
第4章苯甲醛缩水合肼钴配合物的合成及其与 ctDNA 相互作用的研究  38-50
  第一节苯甲醛缩水合肼钴配合物的合成及表征  38-42
    1.1 实验部分  38-39
      1.1.1 试剂与仪器  38-39
      1.1.2 Schiff 碱配体的合成  39
      1.1.3 Schiff 碱配合物的合成  39
    1.2 结果与讨论  39-41
      1.2.1 配体与配合物的表征  39-41
    1.3 总结  41-42
  第二节苯甲醛缩水合肼钴配合物与 ctDNA 相互作用的研究与应用  42-50
    2.1.实验部分  42-43
      2.1.1 仪器与试剂  42
      2.1.2 实验方法  42-43
    2.2.结果与讨论  43-49
      2.2.1 共振光散射光谱  43
      2.2.2 紫外-可见光谱  43-44
      2.2.3 实验条件的优化  44-46
      2.2.4 荧光光谱  46
      2.2.5 变性 ctDNA 对共振光强度的影响  46-47
      2.2.6 线性范围及检出限  47
      2.2.7 共存物质的影响  47-48
      2.2.8 合成样品分析  48-49
    2.3 本章小结  49-50
参考文献  50-57
致谢  57-58
个人简历、在学期间发表的学术论文  58

共振光散射法在核酸分析中的应用研究

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