核糖核酸分析化学论文

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一、脱氧核糖核酸碱基的电活性研究

碱基的组成和排列顺序不同是DNA核苷酸之间存在差别的主要原因，因此，研究DNA分子中碱基的电化学性质也具有十分重要的意义。本文仅对DNA链中的碱基在单壁碳纳米管复合聚吖啶橙(SWNTs/POAO)电极上的电化学行为进行研究。

(一)碱基对的氧化现象SWNTs/POAO电极既具有较大的比表面积大的π电子体系及大量的活性电位特点，又具有导电聚合物地性能。因此，在SWNTs/POAO电极上，嘌呤碱基和嘧啶碱基的氧化电位都随着其结构环系上的取代基增多而产生反向移动，且氧化的峰电流会随着浓度增加而出现线性增长。由于嘌呤碱基是由嘧啶和咪唑酬和而成的环系，多π芳杂环系和缺π芳杂环系都在其结构中存在，所以鸟嘌呤(GUA)和腺嘌呤(ADE)容易发生氧化，且氧化电流较大；而嘧啶碱基结构中只有缺π芳杂环，致使其比嘌呤碱基的氧化电位较正，氧化电流较小。由上所述，可以得出嘧啶碱基电氧化反应的灵敏度比嘌呤碱基低的结论。

(二)嘌呤碱基氧化过程分析以ADE和GUA为研究对象，分别分析研究了其在不同电极的反应(见图2)。在图中可以发现，只有嘌呤碱基对的氧化电流峰，而没有还原峰，由此可以得知嘌呤碱基的电极反应是不可逆的过程。在图中还可以看出，ADE和GUA的氧化峰电流在GCE(玻碳电极)和POAO(聚吖啶橙电极)上基本相同且都较小；而在SWNTs修屎电极上比在GCE上有明显增加，这表明碳单壁纳米管增加了GCE电极的有效面积，且其自身带有的—COOH、—OH基团给电极提供了更多的反应点，催化了GUA、ADE的反应，峰电流明显增大。而在SWNTs/POAO电极上，嘌呤碱基的氧化电流增加更加明显。

二、DNA碱基与金属离子的相互作用

脱氧核糖核酸与金属离子的相互作用，主要有其对金属离子的吸附作用以及核糖核酸上特点结合点与金属离子发生配位作用。本文仅对DNA嘧啶碱基与汞、银离子的相互作用进行分析。

(一)汞离子与胸腺嘧啶的相互作用汞离子与DNA的相互作用在1952年时就已经被Katz发现，但其观点是汞离子与DNA链中的磷酸骨架发生了互相作用，到后来Thomas用紫外光谱证实汞离子是与DNA中的碱基发生作用。在这个发现之后，Katz于1963年又提出了T-Hg-T的假设，这个假设内容是汞离子与T碱基是以1:2的比例形成新配合物。近年来，日本人Ono等人通过溶解曲线、质谱以及核磁共振等手段进一步证实了T-Hg-T的假设[2]。由于有毒性是汞离子的具备的特点，利用DNA能够与汞离子结合发生反应的特性，可以来进行环境汞离子含量的检测。

(二)核糖核酸与胞嘧啶的相互作用银离子与胞嘧啶的相互作用是在2002年才由Tanaka小组开始研究，他们通过研究银离子与人工合成DNA双链(含有嘧啶(Pyridine)修饰碱基形成的P-P错配)发生特异性结合的现象，证实了银离子与嘧啶反应能够形成稳定的P-Ag-P结构。2008年，One小组提出了银离子可以与胞嘧啶形成稳定的C-Ag-C结构，并通过变温紫外的研究手段证实了银离子具有能够使错配的DNA双链更加稳定。根据银离子的这种特性，可以将其设计成分子信标，应用在医学诊断、生物工程研究等各个领域。

三、结语

DNA电分析化学研究对于基因识别、临床医学、生物工程等发展有着重要的作用，具有广阔的应用前景。因此，深入DNA电分析化学研究，有着十分重要的现实意义。

作者：赵新富单位：南阳医学高等专科学校