DNA是生物体遗传信息的载体，具有存储和传递信息的功能。对DNA的研究是生命科学研究中一个极其重要的方面。DNA是大多数抗癌，抗病毒试剂在体内的主要靶向分子，而所有细胞和病毒中都含有DNA，DNA在生物遗传中具有特殊功能，能否行使正常的遗传功能依赖与其他分子的物理，化学相互作用。 小分子物质，特别是一些药物分子，与DNA的作用，影响到DNA的生理和物理化学性质，改变了DNA的转译和复制。因此，研究小分子物质与DNA的相互作用有助于人们对DNA与蛋白质相互作用方式的了解，并且对一些致癌化合物的致癌机理，抗癌药物的药理和毒性，以及新型药物的设计合成方面都有很大的意义。在医药研究中，DNA与靶向分子相互作用的研究不仅对阐述一些抗肿瘤、抗病毒药物及致癌物的作用机理，而且对进一步指导人工核酸的合成及DNA高级结构的研究具有重要意义。 目前有很多方法应用于实验室研究DNA与其他物质的相互作用，比如：凝胶电泳分析，核磁共振，DNA足印分析，荧光分析，紫外可见光谱分析以及黏度分析等。 基于上述事实和观点，本文中首先对近年来人们关于具有生物活性的物质和DNA相互作用的研究进行了概述和总结，然后研究了六氮杂环铜配合物与DNA相互作用的机理，并对六氮杂环铜配合物修饰金电极的电化学性质及应用进行了研究。具体叙述如下： 第一部分：综述 DNA的电化学研究已经成为生物电化学的一个非常有生命力的研究领域。本部分主要综述了DNA的电化学研究进展，DNA与其他靶向分子的相互作用以及DNA修饰电极的制备及应用，包括修饰电极的理论和研究方法及在分析化学中的应用。确立了课题的立论依据，阐述了药物分子与DNA相互作用在药物筛选和生物分子化学中的重要理论和实际意义。 第二部分：六氮杂环铜配合物与DNA的相互作用 六氮杂环铜配合物是一种八面体，大环配合物，具有和B12和血红素类似结构，因此它具有抗氧化、抗肿瘤等广泛的药理作用，是我们选择此配合物作为研究对象的理论依据。此配合物可以与DNA发生作用从而改变DNA的复制，阻碍肿瘤细胞的增长。通过本部分对配合物与DNA的作用机理的研究，希望可以对抗癌药物的药理作用进行进一步的了解，并可以扩大到对此一类物质的药理作用的了解。 本部分内容中主要通过紫外分光光度法，荧光光谱，粘度法，电化学方法和凝胶电泳法研究了该配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)以及pBR322超螺旋DNA(scDNA)的相互作用。由紫外分光光度法得到的数据，可以计算出此配合物与CT-DNA的键合常数为(2.4±0.02)×104M-1；在荧光光谱实验中，当此铜配合物被加入EB-DNA体系时，出现荧光猝灭；粘度实验中，随着配合物浓度的增加，相对粘度降低。所有的实验结果表明配合物与CT-DNA是通过非经典或部分嵌插模式相互作用的。进一步研究发现，此六氮杂铜配合物在双氧水和抗坏血酸同时存在时可以裂解scDNA。裂解的机理是羟基自由基氧化裂解。 第三部分：电化学方法检测六氮杂环铜配合物裂解scDNA 凝胶电泳法检测DNA裂解，发现此过渡金属配合物可损伤DNA，然而用凝胶电泳法检测消耗时间长，DNA用量大。本部分实验中作者利用电化学在检测中的快速，简单，低消耗量和检测准确的优点，进行新的探索-电化学方法检测DNA的裂解。经典的循环伏安法经常被用作检测DNA与配合物的相互作用，而用它检测DNA的裂解是一种新的尝试。通过循环伏安法和交流阻抗法检测信号的改变可以判断DNA的裂解。 第四部分：抗坏血酸和多巴胺在六氮杂环铜配合物修饰金电极上的电化学行为以及分析应用 抗坏血酸(AA)与几种神经传递物质一起广泛存在于哺乳动物的脑组织中，如何选择性的检测AA一直是分析化学家关心的问题，在众多的检测方法中，电化学方法对生命科学有重要意义。多巴胺是一种普遍存在于哺乳动物脑组织的神经传递素，并且常常与抗坏血酸共存。然而，在大多数固体电极上多巴胺和抗坏血酸的氧化峰有重叠，这将导致多巴胺的检测不准确，因此很有必要发展一种快速、简单的电化学方法来检测多巴胺。我们用自组装的方法将此配合物修饰在金电极表面，发现可以在抗坏血酸存在的条件下检测多巴胺。 在这一部分，用巯基自组装方法修饰得到一个稳定的铜配合物修饰金电极并研究了它的电化学行为。发现在Cu(Ⅱ)L-TCA/Au修饰电极上，修饰层中的铜配合物(Cu(Ⅱ)L)可以发生氧化还原反应。在0.05M磷酸缓冲溶液中(pH7.6)，Cu(Ⅱ)L出现了一对峰形很好的氧化还原峰，说明该反应是一个准可逆电化学过程，同时发现该修饰电极具有表面波的性质。根据电化学方法得到修饰膜中的Cu(Ⅱ)L电子转移系数是0.2，标准速率常数是20S-1。 本文主要用循环伏安法和差示脉冲伏安法研究了抗坏血酸和多巴胺在六氮杂铜配合物自组装修饰金电极上的电催化氧化反应。发现抗坏血酸和多巴胺的氧化峰电流在Cu(Ⅱ)L-TCA/Au修饰电极上远远大于在裸金电极上的氧化峰电流，并且过电位均有所降低。说明此自组装修饰金电极上的铜配合物的确可以很有效地催化氧化抗坏血酸和多巴胺。并且此修饰电极也可以被用来很好的检测实际样品—橘汁中的Vc含量。实验还发现当抗坏血酸存在并且浓度较大时，用巯基乙酸自组装修饰金电极仍然可以检测多巴胺。