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用.pdf

1、機體是由數以億萬計分子量大小不等的分子組成。蛋白質和核酸是體內主要的生物大分子。核酸是遺傳信息的載體，是生物物種延續、物種進化的決定因素：蛋白質擔負著各種生理功能，是生物性狀的直接表達者。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行，人類絕大多數疾病都是由蛋白質異常引起的。因此核酸與蛋白質的定量分析在生命科學、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、開發新型藥物、攻克許多疑難病癥以及促進信息科學的發展都具有重要的意義，是當前生物分析化學研究的前沿和熱點。 本文致力于尋找新的核酸和蛋白質探針，以建立靈敏的定量檢測的方法，以熒光和共振光散射技術為主要研究手段。同時應用吸收光譜技術，表面張力測定技術，電勢電泳技術，透射電子顯微技術等手段進行了機理研究和討論。本文共五部分。第一部分綜述了核酸和蛋白質發光探針的基本原理、研究進展、發展趨勢。

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Eu<'3+>-BA配合物中Eu<'+3>的熒光，且熒光增強程度與核酸的濃度在一定范圍內成正比。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，結果令人滿意。機理研究表明，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境，從而使其熒光增強。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移給Eu<'3+>離子。所以我

5、們認為，體系的熒光增強源于疏水微環境的形成和分子間能量轉移。 論文的第三部分中，Tb<'3+>-BA配合物被用作蛋白質的熒光探針，研究了蛋白質與配合物間的作用機理。實驗表明，在SDBS存在下，蛋白質的加入能顯著增白質的測定。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機理研究認為BSA-SDBS為Tb<'3+>-BA配合物提供的疏水環境能夠減少配合物

6、與水分子之間的碰撞而導致的能量損失，因而有利于體系熒光的增強。另外，過量的BA也可能通過分子間能量轉移將能量傳遞給Tb<'3+>離子，從而進一步增強體系的熒光。 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Y<'3+>-TTA體系的共振光散射強度。體系共振光散射強度增強的程度在一定范

7、圍內與蛋白質的濃度成正比，可用于蛋白質的測定。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，并取得了滿意的結果。研究認為，帶正電荷的Y<'3+>-TTA的配合物能與帶負電的BSA和SLS形成一個大的離子締合物從而導致共振光散射強度的增強。 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，從而導致較強的光散射強度，且光散射的強度與蛋白質的濃度在一定范圍內成正比，該法可用于蛋白質的測定。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，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，分子生物學為研究背景，利用熒光技術、光散射技術、吸收光譜技術、電視顯微電泳技術以及透射電