金屬離子及其配合物與生物大分子相互作用的研究及分析應(yīng)用.pdf

1、機(jī)體是由數(shù)以億萬計分子量大小不等的分子組成。蛋白質(zhì)和核酸是體內(nèi)主要的生物大分子。核酸是遺傳信息的載體，是生物物種延續(xù)、物種進(jìn)化的決定因素：蛋白質(zhì)擔(dān)負(fù)著各種生理功能，是生物性狀的直接表達(dá)者。它在人體代謝中扮演極為重要的角色，從整體上維持生物體新陳代謝活動的進(jìn)行，人類絕大多數(shù)疾病都是由蛋白質(zhì)異常引起的。因此核酸與蛋白質(zhì)的定量分析在生命科學(xué)、生化藥物、食品分析及臨床檢驗中都有著重要作用。深入研究小分子物質(zhì)與核酸和蛋白的作用，建立核酸，蛋白快速

2、簡便的分析方法，對分子水平上闡明生命的奧秘、開發(fā)新型藥物、攻克許多疑難病癥以及促進(jìn)信息科學(xué)的發(fā)展都具有重要的意義，是當(dāng)前生物分析化學(xué)研究的前沿和熱點。 本文致力于尋找新的核酸和蛋白質(zhì)探針，以建立靈敏的定量檢測的方法，以熒光和共振光散射技術(shù)為主要研究手段。同時應(yīng)用吸收光譜技術(shù)，表面張力測定技術(shù)，電勢電泳技術(shù)，透射電子顯微技術(shù)等手段進(jìn)行了機(jī)理研究和討論。本文共五部分。第一部分綜述了核酸和蛋白質(zhì)發(fā)光探針的基本原理、研究進(jìn)展、發(fā)展趨勢。

3、 在論文的第二部分，我們以Eu<'3+>-BA的配合物為探針建立了靈敏的核酸分析方法。研究表明，在CTMAB存在下，核酸的加入能顯著增強(qiáng)Eu<'3+>-BA配合物中Eu<'+3>的熒光，且熒光增強(qiáng)程度與核酸的濃度在一定范圍內(nèi)成正比。在最佳實驗條件下，fsDNA、ctDNA和RNA的線性范圍分別為1.0×10<'9>-5.0x10<'-6>g/mL、3.0x10<'-9>-1.0×10<'-6>g/mL和8.0x10<'-9>-1

4、.0×10<'-6>g/mL。它們的檢出限分別為0.33、0.2l和0.99ngmL。該方法用于實際樣品擬南芥中DNA含量的測定，結(jié)果令人滿意。機(jī)理研究表明，CTMAB與DNA所形成的離子聚合物為Eu<'3+>-BA配合物提供了疏水的微環(huán)境，從而使其熒光增強(qiáng)。另外，我們推測形成Eu<'3+>-BA配合物之后多余的BA分子可以通過疏水作用進(jìn)入到CTMAB與DNA所形成的離子締合物中，并通過分子間作用力將能量轉(zhuǎn)移給Eu<'3+>離子。所以我

5、們認(rèn)為，體系的熒光增強(qiáng)源于疏水微環(huán)境的形成和分子間能量轉(zhuǎn)移。 論文的第三部分中，Tb<'3+>-BA配合物被用作蛋白質(zhì)的熒光探針，研究了蛋白質(zhì)與配合物間的作用機(jī)理。實驗表明，在SDBS存在下，蛋白質(zhì)的加入能顯著增白質(zhì)的測定。BSA、EA和HSA的檢出限分別為3.9xlO<'-9>g/mL、4.0×10<-9>g/mL和8.5×10<'-9>/mL機(jī)理研究認(rèn)為BSA-SDBS為Tb<'3+>-BA配合物提供的疏水環(huán)境能夠減少配合物

6、與水分子之間的碰撞而導(dǎo)致的能量損失，因而有利于體系熒光的增強(qiáng)。另外，過量的BA也可能通過分子間能量轉(zhuǎn)移將能量傳遞給Tb<'3+>離子，從而進(jìn)一步增強(qiáng)體系的熒光。 在論文的第四部分，我們報道了一個用金屬配合物作共振光散射探針測定蛋白質(zhì)的Y<'3+>-TTA-BSA-SLS新體系。實驗指出，在pH為7.50的Tris-HCl緩沖溶液中，BSA和SLS可以增強(qiáng)Y<'3+>-TTA體系的共振光散射強(qiáng)度。體系共振光散射強(qiáng)度增強(qiáng)的程度在一定范

7、圍內(nèi)與蛋白質(zhì)的濃度成正比，可用于蛋白質(zhì)的測定。BSA、HSA和EA的檢出限分別為5.4、5.0和6.7ng/mL。該方法已用于實際樣品的測定，并取得了滿意的結(jié)果。研究認(rèn)為，帶正電荷的Y<'3+>-TTA的配合物能與帶負(fù)電的BSA和SLS形成一個大的離子締合物從而導(dǎo)致共振光散射強(qiáng)度的增強(qiáng)。 在論文的第五部分，研究了Al<'3+>和BSA的相互作用。在pH為5.75的HMTA緩沖溶液中，Al<'3+>和BSA的溶液混合后形成了大的聚

8、集體，從而導(dǎo)致較強(qiáng)的光散射強(qiáng)度，且光散射的強(qiáng)度與蛋白質(zhì)的濃度在一定范圍內(nèi)成正比，該法可用于蛋白質(zhì)的測定。BSA、HSA和EA的線性范圍分別為8.0X10<'-8>-1.0X10<'-5>g/mL、1.0XlO<'-7>-1.0X10<'-5>g/mL和1.0X10<'-7>-1.0X10<'-5>g/mL。 本論文的主要特點是： 在已報道的核酸及蛋白質(zhì)的測定體系中，其探針大多為染料。本論文主要以金屬離子及配合物作為發(fā)光探

9、針來測定生物大分子。 1．以三種稀土-β-雙酮配合物為探針，分別利用熒光和共振光的方法定量測定核酸和蛋白質(zhì)，實驗證明這些方法簡便、快速，且有較高的靈敏度。 2．建立了以金屬離子Al<'3+>為探針定量測定蛋白質(zhì)的簡便的光散射方法，該方法的建立還為直接研究某些無機(jī)離子與生物大分子的相互作用提供有益的借鑒。 3．本文以分析化學(xué)，分子生物學(xué)為研究背景，利用熒光技術(shù)、光散射技術(shù)、吸收光譜技術(shù)、電視顯微電泳技術(shù)以及透射電