脱氧核糖核酸(DNA)是重要的生命物质,是生物体遗传信息的载体,与生物的生长、发育、繁殖等正常生命活动以及癌变等异常生命活动都有关;同时,DNA也是很多抗癌药物的靶向分子。研究小分子与DNA的相互作用,不仅有助于了解DNA与蛋白质相互作用方式,探索和开发新的核酸探针,而且有助于从分子水平上了解抗癌药物的作用机理,阐明有毒物的致癌、致畸的分子生物学机理,为设计临床上更为有效的抗癌药物提供理论指导。近几年来,过渡金属配合物与DNA相互作用的研究成为DNA分子探针和化学疗法发展中的一个重要方面。其中的希夫碱过渡金属配合物更因其独特的生理和药理活性,成为研究的一大热点。本论文设计合成了L-半胱氨酸水杨醛希夫碱及其铜、锌配合物,对其结构进行了表征确证,并进一步通过包括电化学在内的多种方法对其与DNA的相互作用进行了深入研究,得到了一些有意义的结果。本论文共分为五章:第一章:综述主要综述了DNA的组成和结构;DNA的电化学及其与小分子的相互作用;DNA电化学传感器,其中着重介绍了DNA修饰电极制备方法、杂交指示剂和DNA电化学传感器的应用与发展;希夫碱金属配合物的合成方法、生物活性及其与DNA的相互作用,并确立了立题依据。第二章:希夫碱及其铜(II)、锌(II)配合物的合成与表征以水杨醛和L-半胱氨酸为原料方便地合成了希夫碱配体,并进一步合成了其铜、锌配合物,此新配合物的结构经IR、1H NMR、元素分析、热重分析等方法得以确证。反应条件温和,后处理简单,产率高。第三章:希夫碱铜(II)配合物与DNA的相互作用利用紫外分光光度、荧光光谱、黏度、电化学和凝胶电泳等方法研究了合成的新型希夫碱铜(II)配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的相互作用。由紫外分光光度法得到的数据计算出此配合物与CT DNA的表观键合常数是5.24×105。由紫外、荧光、黏度等方法得出此配合物与DNA是插入作用,而通过电化学方法进一步研究发现其与DNA之间不仅存在插入作用而且还有吸附作用。所以,Cu(II)L与DNA是通过插入与吸附的混合模式相互作用。凝胶电泳实验证明该配合物能有效的劈裂pBR322DNA,在H2O2存在下,劈裂能力增强,研究表明Cu(II)L也是一种优良的核酸试剂。第四章:希夫碱铜(II)配合物在DNA修饰电极上的电化学行为利用DNA的吸附作用将其固定到玻碳电极上制备了单、双链DNA修饰电极,考察了Cu(II)L在不同DNA修饰电极上的电化学行为。结果表明,Cu(II)L在ssDNA/GCE和dsDNA/GCE上的吸附常数分别为1.4×105 L·mol-1和4.2×105 L·mol-1,表明dsDNA双螺旋结构对Cu(II)L有更强的亲和力,两者的结合强度更大。dsDNA对Cu(II)L具有更高的亲和力,使Cu(II)L可以作为一种有效的电化学杂交指示剂。第五章:希夫碱锌(II)配合物与DNA的相互作用L-半胱氨酸水杨醛希夫碱锌配合物因为具有平面芳香环,易插入DNA的碱基对中,而且锌元素又是人体必须的微量元素,因此,它应具有抗肿瘤等药理作用。通过本部分的研究,希望可以对抗癌药物的药理研究提供一些依据。所以,我们利用紫外分光光度、荧光光谱、黏度、电化学和凝胶电泳等方法研究了希夫碱锌(II)配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的相互作用,还利用电化学的方法研究了此配合物所处的最佳pH值范围。计算得到此配合物与CT-DNA的表观键合常数为1.89×103。综合各项实验结果表明,希夫碱锌(II)配合物与DNA是以部分插入模式相互作用。另外研究表明,此配合物可以裂解scDNA。