专利名称：一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法
技术领域：
本发明涉及一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法。
背景技术：
Lerman在1961年证明吖啶嵌入到DNA的碱基中并首次提出DNA嵌入剂模型，平面芳香稠环结构分子能够作为DNA嵌入剂嵌入到DNA中。脱氧核糖核酸(DNA)作为遗传信息载体，包含了有机生物体最丰富的信息，是许多分子作用的靶点。分子嵌入到DNA，DNA构象发生变化，或者与DNA链共价交联，或者切断DNA妨碍其复制和转录，影响基因表达，从而显 示细胞毒性。1993年，Pasternack等用普通突光分光光度计,选择合适的激发和发射通带宽度，采用相等激发和发射波长同时扫描激发和发射单色器得到同步光谱(即A 1= Onm)，建立共振散射光谱技术。共振散射技术灵敏度高，操作简便，适合研究芳香族分子与DNA的相互作用关系。许多天然和人工合成的分子具有平面结构，在食品添加剂、医药、农药、化工领域具有广泛用途，但是具有显著的毒性。目前相关化合物潜在毒性研究十分薄弱，已有的检测技术通常检测操作繁琐且时间较长，例如哺乳类动物细胞姐妹染色单体互换体外试验，哺乳动物红细胞微核试验，体外哺乳动物细胞染色体畸变试验，自然杀伤细胞活性试验等，所需检测设备复杂、操作烦琐或所需时间较长。所以需要一种快速简便的方法来评价这些具有平面结构的分子的潜在毒性，以便规避其毒性，为具有平面结构的分子更好的应用在食品添加剂、医药、农药等领域提供指导。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，该方法引入DNA嵌入剂理论，通过共振散射光谱研究平面结构分子与DNA相互作用关系，探索此类分子与DNA结合饱和值，构建其潜在毒性快速简便评价方法。解决上述技术问题的技术方案是一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，该方法引入了 DNA药物嵌入理论，通过共振光散射技术研究平面结构分子与DNA的相互作用关系，并根据共振散射光谱测定结果推算出相应的平面结构分子与DNA结合饱和值，进一步通过平面结构分子与DNA结合饱和值作为评价指标评价相应的平面结构分子的潜在毒性大小；所述的平面结构分子与DNA结合饱和值，用下式表示
賴结构分子与腦结獅值=Illlll
平面结构分子与DNA结合饱和值越大，平面结构分子嵌入DNA能力和潜在毒性越强。首先对溴化乙锭、阿霉素、米托蒽醌三种典型DNA嵌入毒性分子进行共振散射光谱检测，分别得出它们与DNA结合饱和值，然后以溴化乙锭、阿霉素、米托蒽醌三种DNA嵌入毒性分子与DNA结合饱和值作为对照，快速地比较出其它类平面结构分子的潜在毒性大小。
该方法具体包括以下步骤
(1)取数支比色管，分别加入BR缓冲液、待评价的平面结构分子溶液和DNA溶液，并加入水使每支比色管中的液体总体积相同，要求每支比色管中，加入的BR缓冲液的量相同，待评价的平面结构分子浓度与DNA浓度的比值不同，其中一支比色管中加入的DNA溶液的量为零；
(2)取一支比色管，加入BR缓冲液和DNA溶液，并加入水使比色管中的液体总体积与步骤(I)比色管中的液体总体积相同，加入的BR缓冲液的量与步骤(I)中每支比色管中加入的BR缓冲液的量相同；
(3)将步骤(I)和步骤(2)中的全部比色管通过旋涡混合器消除气泡并混匀，在35-40°C水浴中放置20-60min，于荧光分光光度计进行同步扫描获取共振散射光谱，发射和激发狭缝15nm，扫描范围在220-700nm，通过共振散射光谱测定，找出共振散射信号最强的一条共振散射线对应的比色管，此时的DNA浓度就是该平面结构分子与DNA结合饱和浓度，推算出待评价的平面结构分子与DNA结合饱和值，以平面结构分子与DNA结合饱和值作为评价指标评价相应的平面结构分子的潜在毒性大小。本发明的进一步技术方案是该方法具体包括以下步骤
(1)取6-20支10mL的比色管，分别加入BR缓冲液lmL，然后分别加入浓度相同的待评价的平面结构分子溶液0. ImL,再分别加入浓度相同的DNA溶液0-1. 5mL,每支比色管中加入的DNA溶液的量不同，其中一支比色管中加入的DNA溶液的量为0，最后加入水使每支比色管中的液体总体积为5 mL ；
(2)取一支比色管，加入BR缓冲液lmL，然后加入0.1-0. 5mL的DNA溶液，DNA溶液的浓度与步骤(I) DNA溶液的浓度相同，最后加入水使比色管中的液体总体积为5 mL ；
(3)将步骤(I)和步骤(2)中的全部比色管通过旋涡混合器消除气泡并混匀，在35-40°C水浴中放置20-60min，于荧光分光光度计进行同步扫描获取共振散射光谱，发射和激发狭缝15nm，扫描范围在220-700nm，通过共振散射光谱测定，找出共振散射信号最强的一条共振散射线对应的比色管，此时的DNA浓度就是该平面结构分子与DNA结合饱和浓度，推算出待评价的平面结构分子与DNA结合饱和值，以平面结构分子与DNA结合饱和值作为评价指标评价相应的平面结构分子的潜在毒性大小。所述的DNA溶液是鲱鱼精DNA溶液。所述的平面结构分子是指金属嵌入剂分子、吖啶类分子、蔡酰亚胺类分子、蒽环类分子、香豆素类分子、喹啉及喹噁类分子、吲哚类分子、放线菌素分子等。不同平面结构分子，由于取代基团不同，其结合或嵌入DNA分子的能力也不相同。因此，对于某种具体平面结构分子，分子结构和取代基团已定，因此，其与DNA分子结合位点数和结合强度也是一定的。对于某种具体平面结构分子，在进行共振光散射试验检测时，当浓度过量时，随着DNA浓度的增加，其共振散射信号逐渐增强，但是当DNA达到极限浓度后，即使增加DNA浓度，其共振散射信号也不再增强。此时的DNA浓度就是该平面结构分子与DNA结合饱和浓度。将体系中平面结构分子浓度与DNA结合浓度比值定义为该平面结构分子与DNA相互作用的结合饱和值，用下式表示
平匪吉构分子与■结合饱和值=sum与DNA结合饱和值的大小表征具体平面结构分子嵌入DNA能力的大小，判断平面结构分子与DNA作用强弱的依据。与DNA结合饱和值越大，平面结构分子嵌入DNA能力和潜在毒性越强，DNA复制、转录、遗传信息表达等受到抑制越大。溴化乙锭是一种具有平面结构的分子，能嵌入到DNA分子中，溴化乙锭是典型的DNA嵌入剂，剧毒的致癌物质。阿霉素是蒽环类抗肿瘤药物，能嵌入DNA碱基对之间，可以抑制DNA以及DNA依赖性RNA的合成，毒副作用很大。米托蒽醌也是蒽环类抗癌药物，具有广泛的抗肿瘤活性，与临床的其它蒽环类药物相比，毒副作 用较轻。本发明首先对以上三种平面结构的分子进行共振光散射检测，得出它们与DNA的结合饱和值，然后以其三者与DNA的结合饱和值作为对照，快速的比较出其它类平面结构分子的潜在毒性大小。本方法
权利要求
1.一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，其特征在于该方法引入了 DNA药物嵌入理论，通过共振光散射技术研究平面结构分子与DNA的相互作用关系，并根据共振散射光谱测定结果推算出相应的平面结构分子与DNA结合饱和值，进一步通过平面结构分子与DNA结合饱和值作为评价指标评价相应的平面结构分子的潜在毒性大小；所述的平面结构分子与DNA结合饱和值，用下式表示平面结构分子与ZMM结合饱和值=涯结聽.饱和DAM浓度 平面结构分子与DNA结合饱和值越大，平面结构分子嵌入DNA能力和潜在毒性越强。
2.根据权利要求I所述的一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，其特征在于首先对溴化乙锭、阿霉素、米托蒽醌三种典型DNA嵌入毒性分子进行共振散射光谱检测，分别得出它们与DNA结合饱和值，然后以溴化乙锭、阿霉素、米托蒽醌三种DNA嵌入毒性分子与DNA结合饱和值作为对照，快速地比较出其它类平面结构分子的潜在毒性大小。
3.根据权利要求I或2所述的一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，其特征在于该方法具体包括以下步骤 (I)取数支比色管，分别加入BR缓冲液、待评价的平面结构分子溶液和DNA溶液，并加入水使每支比色管中的液体总体积相同，要求每支比色管中，加入的BR缓冲液的量相同，待评价的平面结构分子浓度与DNA浓度的比值不同，其中一支比色管中加入的DNA溶液的量为零； (2 )取一支比色管，加入BR缓冲液和DNA溶液，并加入水使比色管中的液体总体积与步骤(I)比色管中的液体总体积相同，加入的BR缓冲液的量与步骤(I)中每支比色管中加入的BR缓冲液的量相同； (3)将步骤(I)和步骤(2)中的全部比色管通过旋涡混合器消除气泡并混匀，在35-40°C水浴中放置20-60min，于荧光分光光度计进行同步扫描获取共振散射光谱，发射和激发狭缝15nm，扫描范围在220-700nm，通过共振散射光谱测定，找出共振散射信号最强的一条共振散射线对应的比色管，此时的DNA浓度就是该平面结构分子与DNA结合饱和浓度，推算出待评价的平面结构分子与DNA结合饱和值，以平面结构分子与DNA结合饱和值作为评价指标评价相应的平面结构分子的潜在毒性大小。
4.根据权利要求3所述的一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，其特征在于该方法具体包括以下步骤 (1)取6-20支10mL的比色管，分别加入BR缓冲液lmL，然后分别加入浓度相同的待评价的平面结构分子溶液0. ImL,再分别加入浓度相同的DNA溶液0-1. 5mL,每支比色管中加入的DNA溶液的量不同，其中一支比色管中加入的DNA溶液的量为0，最后加入水使每支比色管中的液体总体积为5 mL ； (2)取一支比色管，加入BR缓冲液lmL，然后加入0.1-0. 5mL的DNA溶液，DNA溶液的浓度与步骤(I) DNA溶液的浓度相同，最后加入水使比色管中的液体总体积为5 mL ； (3)将步骤(I)和步骤(2)中的全部比色管通过旋涡混合器消除气泡并混匀，在35-40°C水浴中放置20-60min，于荧光分光光度计进行同步扫描获取共振散射光谱，发射和激发狭缝15nm，扫描范围在220-700nm，通过共振散射光谱测定，找出共振散射信号最强的一条共振散射线对应的比色管，此时的DNA浓度就是该平面结构分子与DNA结合饱和浓度，推算出待评价的平面结构分子与DNA结合饱和值，以平面结构分子与DNA结合饱和值作为评价指标评价相应的平面结构分子的潜在毒性大小。
5.根据权利要求4所述的一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，其特征在于所述的DNA溶液是鲱鱼精DNA溶液。
6.根据权利要求I或2所述的一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法，其特征在于所述的平面结构分子是指金属嵌入剂分子、吖啶类分子、蔡酰亚胺类分子、蒽环类分子、香豆素类分子、喹啉及喹噁类分子、吲哚类分子、芳基氨醇类分子、五环类生物碱类分子和放线菌素分子。
全文摘要
本发明涉及一种快速简便评价平面结构分子潜在毒性的方法。该方法引入了DNA药物嵌入理论，通过共振光散射技术研究平面结构分子与DNA的相互作用关系，并根据共振散射光谱测定结果推算出相应的平面结构分子与DNA结合饱和值，进一步通过平面结构分子与DNA结合饱和值作为评价指标评价相应的平面结构分子的潜在毒性大小。本发明可以快速简便的评价出平面分子潜在毒性，可以快速预测和预警具有类似平面结构分子的化学品、药物、保健食品、食品添加剂、食物成分的潜在安全危害，同时也为相关药物成分的药理学和毒理学研究提供技术支撑，为更好地应用具有平面结构分子提供指导。
文档编号G01N21/63GK102749311SQ20121025414
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者李军生, 李姹姹, 杨小梅, 阎柳娟, 黄国霞 申请人:广西工学院