喹诺酮类抗菌药物具有抗菌谱广、活性高、与其他常用抗菌药物无交叉耐药性以及价格便宜等特点,在临床治疗各类感染疾病中具有广泛用途,是目前最为重要的抗菌素之一。目前喹诺酮类抗菌药物已经发展了四代,但是部分药物的作用机理,耐药性以及药物进一步开发等方面的研究还存在一些空白。由于金属离子对药物与生物大分子的相互作用过程有重要的影响作用,本文从机理和作用模式对药物与生物大分子的相互作用进行了研究,并且合成了以药物分子为配体的金属配合物,对于喹诺酮药物的应用和开发,金属化合物抗癌新药具有理论意义和实践意义。蛋白质以及脱氧核糖核酸(DNA)是构成生命的重要的生物大分子,具有多种生物功能。在分子水平上阐明这些生物大分子与药物小分子、金属离子的相互作用,是当前生命科学、临床医学、药学化学及化学等众多领域的重要研究课题。本论文对喹诺酮药物加雷沙星和巴洛沙星进行了与生物大分子相互作用的研究。论文包括下面5个方面：1.采用荧光光谱、紫外光谱技术和粘度法相结合的方法研究了喹诺酮抗菌素加雷沙星、金属离子和小牛胸腺DNA (CT-DNA)的相互作用机制。通过电子吸收光谱推断出加雷沙星与DNA之间存在着插入或沟槽作用。用荧光光谱法确定了加雷沙星可与DNA直接作用,同时不同的金属离子也可以与加雷沙星相互作用而使其荧光强度产生猝灭效应,我们认为实验的金属离子均能与加雷沙星相互作用形成复合物从而引起其荧光强度的降低。粘度测试的结果证明加雷沙星与DNA之间通过插入作用模式进行相互作用,这也验证了电子吸收光谱的推断。2.运用荧光光谱技术探讨了加雷沙星与牛血清白蛋白之间的相互作用。从荧光实验中我们初步得到了以下的结论,加雷沙星通过静态猝灭作用与牛血清白蛋白发生了相互作用形成了非荧光复合物。同步荧光光谱说明牛血清白蛋白的二级结构在加雷沙星存在时没有发生改变。在牛血清白蛋白溶液中同时存在Cu(Ⅱ)和加雷沙星时,Cu(Ⅱ)和加雷沙星产生竞争作用使得加雷沙星与牛血清白蛋白的结合常数减小。3.用荧光光谱、紫外光谱技术相结合的方法研究了喹诺酮抗菌素巴洛沙星、金属离子和CT-DNA的相互作用机制。首先我们用电子吸收光谱推断出巴洛沙星药物与DNA之间存在着静电作用。并且用荧光光谱法确定了巴洛沙星可与DNA直接作用,同时不同的金属离子也可以与巴洛沙星相互作用而使其荧光强度产生猝灭效应。4.以培氟沙星为配体合成了离子型化合物2(C17H21FN3O3)·CdCl4·H2O,并且进行了晶体结构解析,Cd(Ⅱ)离子并未与pef直接成键。四个氯离子与Cd(Ⅱ)原子配位,形成了一个略有变形的四面体构型,pef的3位羧基和4位酮基均未质子化,而7位哌嗪基末端N原子中的N1质子化,离子型化合物通过氢键作用形成一维链状结构,培氟沙星母环之间存在π-π堆积作用。运用红外光谱对结构进行了分析进一步验证了晶体结构。新化合物和培氟沙星对人肝癌细胞7721进行体外抗肿瘤活性测试,结果显示离子型配合物具有一定的抗肿瘤活性。5.合成了铜与培氟沙星、邻菲咯啉三元混配配合物[Cu(pef)(phen)(H2O)](NO3)·2H2O,并解析了其晶体结构。结果表明,Cu(Ⅱ)的配位数为5,培氟沙星通过3位羧基上的一个氧原子和4位羰基氧原子与金属配位,phen通过两个N原子参与配位,同时还有一个水分子也与Cu(Ⅱ)配位,Cu(Ⅱ)离子形成一个四方锥形结构,结晶水与培氟沙星羧基氧原子、N03-与配位水分子形成氢键,使配合物通过氢键形成一维链状结构。运用红外光谱和热分析对结构进行了分析,进一步论证了配合物的结构。配合物对人肝癌细胞7721进行体外抗肿瘤活性测试,结果显示其抗肿瘤活性并不理想。