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多环芳烃(PAHs)被美国环保署(EPA)列为优先控制的一类持久性有机污染物。由于具有致癌、致畸和致突变性,且普遍存在于污染土壤、水体和空气中,PAHs的环境行为受到国内外广泛关注。众多资料表明,PAHs能被生物有机体吸收并在组织间分配;PAHs与生物质之间的相互作用已成为环境领域研究的热点之一。目前,物理作用支配下,在分子尺度上PAHs与生物质间相互作用如何?该研究开始受到关注;其中,可否利用荧光分析技术来揭示DNA与PAHs之间的相互作用?国内外相关资料仍很缺乏。本论文以菲和芘为PAHs代表物,利用荧光分析技术探究了 PAHs与DNA之间的相互作用及机制;利用荧光光谱分析技术和荧光猝灭滴定技术,研究了不同酸度情况下(酸度影响DNA的质子化过程)PAHs与DNA之间的结合规律,分析了质子化反应对DNA-PAHs结合能力的影响。主要研究结果如下:(1)利用荧光分析技术,研究了 DNA与菲和芘之间的相互作用。两种PAHs分别被DNA溶液滴定,通过激发-发射荧光矩阵光谱,测定了光谱强度变化和波长位移。结果证明,菲和芘能与DNA中碱基单元结合。然而,由于菲和芘之间的分子尺寸效应,两者反应的程度和机制存在差异。DNA能够显著导致菲荧光发射光的猝灭,然而其对芘的荧光猝灭效应较弱。菲与DNA通过一个作用位点、浓度单位上以1/1的方式进行结合,但由于DNA-芘分子间相互作用力非常弱,芘与DNA的结合能力较弱。进一步研究发现,虽然菲芘与DNA之间结合能力存在差异,但所增加的DNA均能够造成菲和芘发射波谱的蓝移。这表明DNA和菲、芘之间均形成不发光的复合物。该研究结果为揭示DNA和PAHs分子之间的物理性相互作用提供了 一种新手段。(2)DNA能够通过静态猝灭的方式引起PAHs分子的的荧光猝灭,主要原因为二者之间形成了不产生荧光的复合物;在此基础之上,进一步探究了不同酸度影响下PAHs与DNA之间的结合规律。通过分析发射光谱的变化发现,随着酸度降低,DNA能明显地导致菲发射光谱蓝移,证实酸度能造成DNA碱基的质子化,从而可能影响PAHs与碱基之间的π-π电子堆积。进一步研究发现,在酸度较强的条件下,DNA不能有效地造成菲荧光猝灭,表明DNA分子外围的磷酸基质子化阻碍了菲与DNA内部碱基的结合。计算了荧光猝灭常数,得出猝灭常数遵循pH 9.0(0.34)≈ pH 7.0(0.36)>pH3.0(0.26)的规律。结合位点的研究结果揭示,三种酸度条件下,DNA和菲的结合位点均是一,表明酸度条件并不影响DNA与菲的结合位点,仅通过碱性条件下脱质子化增强DNA与菲的结合效率(结合常数)。本论文研究结果为寻求PAHs分子猝灭剂、评估PAHs的生物分子毒理、揭示PAHs与生物遗传物质之间的分子作用等提供了重要基础依据。