探析核酸在三元体系中的共振光散射光谱性质的研究与应用

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1、湘潭大学博士学位论文核酸在三元体系中的共振光散射光谱性质的研究与应用姓名：陈小明申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：罗和安20050401核酸在三元体系中的共振光散射光谱性质的研究与应用摘要共振光散射技术是Pastemack等于1993年建立的新的分析技术，并对生物大分子的识别、组装和聚集进行了研究，从而引起了人们的极大兴趣。核酸是最基本的生命物质之一，在生命活动中扮演着重要角色。目前，关于核酸与有机分子之间相互作用的研究是核酸研究的一个重要领域。它对于研究核酸的生物化学反应，发展核酸医药制品，了解抗癌药物的治疗机理，简便快速地进行体外筛选抗癌药物，指导设计和合成新药以及对疾

2、病的诊断，防治和合理用药均有重要的意义。本文根据实验室的实验条件，选择共振光散射光谱法并结合吸光光度法和荧光法等方法，研究了在阳离子表面活性剂存在下，核酸与有机阴离子小分子或抗癌药物之间的三元体系的相互作用前后的共振光散射光谱特征，吸光光谱特征和荧光光谱特征等，根据共振光散射光谱信号的改变值与核酸的浓度呈正比的特点，建立了几种测定纳克级核酸的新方法。这些方法具有简单、快速，灵敏高和重现性好等特点，结果令人满意。本论文由八章组成，主要内容如下：第一章概述了核酸的研究进展，共振光散射技术的原理和定量分析基础，及其在核酸研究和分析中的应用。第二章研究了核酸与阴离子染料甲基蓝及阳离子表面活

3、性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）三元体系的共振光散射光谱特性及其分析应用,结合吸收光谱以及相对粘度等方法初步探讨了它们的作用机理，建立了一种纳克级核酸的检测方法。在pH=9.0的Tris（三羟甲基氨基甲烷）-HCl介质中，阴离子染料甲基蓝对核酸与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）的共振光散射光谱有协同增强作用，产生最大散射波长为334nm的共振光散射信号。在最佳实验条件下，体系的ΔIRLS值与yDNA、ctDNA、fsDNA和yRNA在一定浓度范围内均呈良好的线性关系。检测限最低可达2.7ng/mL。对于大多数生物体系中金属离子和氨基酸的抗干扰能3核酸在三元体

4、系中的共振光散射光谱性质的研究与应用力都很好。这一研究使阴离子染料在核酸测定中有了新的应用，同时为选择核酸测定的新方法提供了更广阔的范围。第三章研究了茜素绿（AG）-十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）-核酸三元体系的RLS光谱特征、影响因素和最佳反应条件。机理研究表明体系的△IRLS的增加是由于茜素绿通过CTMAB的桥梁作用（静电作用和疏水作用）与DNA形成大聚集体的结果。在最佳条件下，体系的△IRLS值与yDNA和fsDNA分别在浓度为50-1200μg/L和50-1000μg/L范围内呈良好的线性关系，其线性回归方程分别为ΔI=24.156+0.698C（C：μg/L）和ΔI=

5、29.374+0.752C（C：μg/L），相关系数分别为0.9996和0.9991，检测下限分别为yDNA3.1ng/mL，fsDNA8.2ng/mL。第四章研究了二甲酚橙（XO）-十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）-核酸三元体系的RLS光谱特征、影响因素和最佳反应条件。机理研究表明体系的△IRLS的增加是由于二甲酚橙通过CTMAB的桥梁作用（静电作用和疏水作用）与DNA形成大聚集体的结果。在最佳条件下，体系的△IRLS值与yDNA、fsDNA、ctDNA和RNA分别在一定的浓度范围内呈良好的线性关系，检测下限最低可达5.31ng/mLL。第五章研究了研究了百里酚蓝（TB）-十六

6、烷基三甲基溴化铵（CTMAB）-核酸三元体系的RLS光谱特征、影响因素和最佳反应条件；探讨了体系的反应机理。在最佳条件下，体系的△IRLS与yDNA、ctDNA和fsDNA在一定的浓度范围内呈线性关系。检测限最低可达1.30ng/mL。第六章研究了溴甲酚绿（BCG）-十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）-核酸三元体系的RLS光谱特征、影响因素和最佳反应条件。机理研究表明体系的△IRLS的增加是由于溴甲酚绿通过CTMAB的桥梁作用（静电作用和疏水作用）与DNA形成大聚集体的结果。该体系的△IRLS值与yDNA在0.05-0.90ng/mL、fsDNA在0.05-0.80ng/mL和ct

7、DNA0.05-0.80ng/mL在分别在一定的浓度范围内呈良好的线性关系，yDNA的检测下限为12.7ng/mL4核酸在三元体系中的共振光散射光谱性质的研究与应用第七章，我们研究发现：在pH=9.30的HMTA-HCl缓冲溶液中，抗肿瘤药物甲氨蝶呤MTX与核酸、CTMAB反应，产生增强的共振散射光散射信号，结合荧光法和粘度法探讨了该三元体系的反应机理，研究了MTX-CTMAB与yDNA，fsDNA，ctDNA和RNA共振光散射的最佳反应条件，试图寻找了MTX能够阻断