本论文对近二十年来各种类型的小分子与DNA作用机理的研究以及研究的方法及手段进行了较全面的综述,将电化学分析法和光度分析法与化学计量学方法相结合亲应用于小分子与DNA作用研究,探讨小分子与DNA的作用机理及意义。本论文共分为五个部分。 第一部分,此部分为文献综述,首先介绍了DNA在生命过程中的重要作用、DNA的结构特征以及小分子与它作用方式等,并对小分子类型按照药物、金属络合物、一些染料探针以及一些有机试剂小分子展开了评述,另外就其研究的方法以及化学计量学方法在这方面的应用也作了讨论。最后展望了小分子与DNA研究的发展和化学计量学在其中间的进一步应用的趋势。 第二部分,本工作结合紫外可见分光光度法和三维同步荧光法分别研究了中性红、盐酸氯丙嗪与DNA的作用,并利用中性红作探针来进一步研究盐酸氯丙嗪与DNA的作用以及它们二者与DNA之间的竞争作用。另外我们还采取了三维同步荧光测定技术对体系进行了研究,两维同步荧光光度法中Δλ.是一个重要的参数,但对复杂的多组分的体系,它们的最佳Δλ.往往并不相同,所以很难取单一的Δλ.来研究体系,针对这个问题本文采集了多个Δλ.值的三维数据来加以研究,并结合化学计量学中的平行因子法（PARAFAC）来分辨此三维数据,并得到了各个反应状态下各自的相对浓度。 第三部分,应用了伏安法、紫外可见光度法以及同步荧光光度法研究了铜邻菲咯啉与中性红（NR）在pH为中性的Tris-HCl缓冲溶液中和DNA的作用,结果表明铜邻菲咯啉和中性红与DNA的作用方式均为嵌插作用,且作用的位点也一致,二者同时与DNA反应时则存在竞争作用。本工作以同步荧光技术采集了竞争作用的三维数据,并结合了化学计量学中的平行因子法对此三维数据进行分解,得到了各组分的荧光光谱图及各个反应平衡点各组分的相对浓度,平衡浓度的变化趋势也表明了铜络合物与中性红之间的竞争作用,进一步表明了铜络物与DNA的作用方式和中性红与DNA作用方式一样均为嵌插作用。 第四部分,以电化学分析法和分光光度法分别研究了亚甲基蓝（methylene blue MB）、四环素-Al³⁺(tetracycline-Al³⁺,TC-Al³⁺)络合物与DNA以及四环素-Al³⁺络合物与变性DNA的作用机理,亚甲基蓝与DNA的作用方式主要以静电为主,同时也伴随着嵌插作用。四环素-Al³⁺络合物与天然和变性DNA作用的机理相似,这说明TC-Al³⁺与天然DNA的作用方式主要也是静电作用。为更深入研究TC-Al³⁺合物与DNA的作用,我们以MB作探针并以紫外可见和同步荧光法对其加以研究。结果表明TC-Al³⁺与MB和DNA反应时存在竞争作用,表明了它们与DNA的作用似都是以静电作用为主。我们还采用三维数据结合化学计量学方法平行因子法来研究此体系,分辨出MB、TC-Al³⁺和TC-Al³⁺-DNA的荧光发射光谱与三个纯光谱非常吻合。而且还分辨出在不同初始浓度的MB中,络合物YC-Al³⁺、MB和TC-Al³⁺-DNA在平衡时的各自浓度变化情况。这不仅研究了络合物TC-Al³⁺和荧光探针MB同DNA间的相互竞争作用,进一步证实了UV-光谱法研究络合物TC-Al³⁺与DNA的作用模式,也避免了使用Scatchard方程进行计算的麻烦。 第五部分,利用紫外可见光度法以及荧光光度研究了中性红在酸性条件下与DNA的作用机理,实验结论为中性红主要结合在DNA的带负电荷的磷酸骨架上,以静电方式结合。另一方面我们结合电化学、紫外可见和荧光光度法研究了药物环丙沙星与DNA的反应机理,并利用荧光猝灭剂PO₄^3-基团来进一步加以研究,研究表明它们之间也是以静电方式结合。最后利用化学计量学以中性红作探针研究环丙沙星与DNA的作用机理,实验得到的结论为中性红和环丙沙星两者与DNA的作用方式和作用位点均相同且存在竞争作用,同时我们还得到了它们在各反应状态下各自的相对浓度。