本论文主要讨论了小分子荧光探针在检测DNA损伤方面的应用,详细阐明了如何将小分子荧光探针专一且灵敏地用于DNA中5.羟甲基胞嘧啶及5.醛基胞嘧啶的定性及定量检测。DNA的甲基化以及其进一步的羟甲基化、醛基化是表观遗传学的重要内容,DNA的这些损伤与多种疾病密切相关,研究其分布有助于人们更深入的了解其与各种疾病的关系。目前的检测手段多以DNA测序为主,而荧光分析法具有灵敏、简易的优点,因此,利用荧光的手段实现DNA中5.羟甲基胞嘧啶及5.醛基胞嘧啶的的检测对疾病的诊断及治疗具有十分重要的意义。本文讨论了三种基于荧光的策略用于DNA中5.羟甲基胞嘧啶和5.醛基胞嘧啶啶的定性及定量检测：荧光标记的策略；荧光Turn off的策略；荧光Turn on的策略。荧光标记的策略可利用一步反应直接将荧光分子标记于DNA损伤的特定位点,方便、直接、信号灵敏。荧光Turn off及荧光Turn on的策略,标记前后荧光有明显变化,可排除体内含有的其它醛基物质的干扰,并可用于体内示踪。三种策略相辅相成,互为补充。荧光标记的策略：设计并合成了含有活性氨基的荧光小分子,该小分子可专一性地与DNA中5.醛基胞嘧啶反应生成席夫碱,反应后,DNA具有很强的荧光信号。该荧光信号可通过凝胶电泳或者荧光光谱方便的检测出来,DNA被荧光小分子标记前后极性发生变化,因而可以通过高效液相色谱加以分离并可计算出反应产率。通常情况下,席夫碱不稳定,容易水解,但该类反应中,得到的席夫碱类物质没有发生水解。其原因可能为：生成的席夫碱类物质,其碳氮双键与5.醛基胞嘧啶的4位氨基可以形成分子内氢键,从而使产物稳定,不易发生可逆反应。根据文献报道,金属氧化剂(新制二氧化锰或高钌酸钾)可将单体5.羟甲基胞嘧啶选择性地氧化为5.醛基胞嘧啶。因此可选用高钌酸钾先将DNA中5-羟甲基胞嘧啶氧化为5.醛基胞嘧啶,然后再用含活性氨基的荧光分子对其进行标记。从而将5.羟甲基胞嘧啶的检测与5.醛基胞嘧啶的检测结合起来。荧光Turn off的策略：在标记策略的基础上,设计了一种与5.醛基胞嘧啶反应后可以形成笼状结构的荧光分子。该结构对铜离子敏感,当其与铜离子作用后,荧光会发生淬灭,而荧光分子本身不会被铜离子淬灭。因而可以通过这种差别将5.醛基胞嘧啶和其他碱基以及荧光小分子本身区分开来。荧光Turn on的策略：设计并合成了另一种与5.醛基胞嘧啶反应的荧光小分子,反应后生成另一种笼状结构。该结构对锌离子敏感,当其与锌离子作用后,荧光会发生Turn on,这样就实现了荧光的从无到有。荧光小分子本身与锌离子作用也会产生荧光,但该荧光与前述荧光有较大的波长差(100 nm)。通过这种策略同样可以将5.醛基胞嘧啶和其他碱基以及荧光小分子本身区分开来。以上三种策略互为补充,可根据实际情况用于不同的检测体系。