【摘 要】
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DNA碱基序列中π堆积的长程电子转移近年来一直存在着争议，DNA的电荷传输有可能是引起DNA损伤，导致细胞突变的诱发因素。研究表明探针分子有效地和DNAπ堆积的结合是DNA长程电
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DNA碱基序列中π堆积的长程电子转移近年来一直存在着争议，DNA的电荷传输有可能是引起DNA损伤，导致细胞突变的诱发因素。研究表明探针分子有效地和DNAπ堆积的结合是DNA长程电荷输运的必要条件。小分子和DNA的作用方式主要有三种：静电相互吸引，价键结合，嵌入结合和沟区结合，嵌入结合方式能够高效地实现DNAπ堆积的电荷输运。
含有N-甲基吡咯(Py)和N-甲基咪唑(Im)的寡聚酰胺(简称寡聚酰胺)能够与特定的DNA碱基序列在DNA的小沟中高亲和力地结合，并调控基因的表达，是一类十分重要的能够小沟结合DNA的化合物。
本论文主要对小沟结合分子实现DNAπ堆积电荷输运的可能性进行了前期的探索性工作，首次观察到小沟结合分子能够与DNA的π堆积形成π键共轭，并实现了DNA媒介电荷传输，主要研究如下：
制备了一种新型的寡聚酰胺修饰电极，用掠角反射红外光谱技术对寡聚酰胺修饰电极进行了表征，并详细讨论了寡聚酰胺和DNA结合前后红外光谱的变化。通过对一系列匹配程度不同的DNA片段与寡聚酰胺分子相互作用后光谱的变化，结合掠角红外吸收的表面选率，讨论了DNA在电极表面的取向，并发现与寡聚酰胺匹配程度较高的DNA序列可以在表面置换匹配程度较低的序列。
以[Ru(NH3)6]3+为探针，用循环伏安、微分脉冲伏安、计时库仑等电化学方法对电极表面的寡聚酰胺DNA复合结构进行了研究，发现了DNA-寡聚酰胺修饰电极能够实现媒介电荷转移，证明DNA与寡聚酰胺分子的小沟结合可以提供DNA媒介电荷传输的桥梁。改变电极上的DNA与寡聚酰胺的匹配程度，计算得到了[Ru(NH3)6]3+在电极上的动力学参数，并发现动力学参数与匹配程度密切相关。计时库仑响应对不同匹配程度的寡聚酰胺-DNA体系有很好的区分度，寡聚酰胺-DNA识别位点的变化也会影响电化学响应。
考察了寡聚酰胺-DNA媒介电荷转移受离子强度的影响，并在Debye-Hückel理论的基础上分别讨论了离子强度和DNA自身的离子势对形式电势的影响。
使用循环伏安和微分脉冲伏安方法详细研究了五种咪唑环和吡咯环不同组合的寡聚酰胺的电化学行为，提出了寡聚酰胺的不可逆电化学氧化的机理。将电化学整体电解和质谱方法相结合在分子水平上研究了寡聚酰胺系列分子的电化学氧化机理，充分利用多次质谱技术确定了寡聚酰胺环上的电化学活性位点。该方法对有机分子的电化学反应机理研究有普遍意义。
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