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本论文研究了聚阳离子在生物大分子分析中的应用问题，主要分为两部分：(1)聚阳离子在重组和内源促红细胞生长素(rhEPO，uEPO)的毛细管电泳(CE)和毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)分离检测中的应用；(2)聚阳离子与DNA分子的层-层自组装膜的制备、表征和应用。
rhEPO作为内源性激素类兴奋剂的一种，是高度糖基化的糖蛋白。它对红细胞生成有特异性刺激作用，对肌体的有氧工作能力有明显的促进作用，因此，被有氧耐力运动员服用来提高运动成绩。国际奥委会已经将rhEPO列为违禁药物。由于rhEPO与人体自然生成的内源促红细胞生长素(uEPO)在结构上几乎没有区别；而且rhEPO的半衰期很短，在血液和尿液中的浓度非常低，所以药检难度很大。目前，奥委会对它的检测方法是建立在尿检和血检的综合检测结果之上的。此方法虽然有效，但仍然存在一些缺点，如：EPO抗体的特异选择性不是很高，费用昂贵，操作步骤繁琐、费时，无法进行大批量的尿样检测，易引起操作失误和人为因素的误差，因此需要改进和创新。
为了研究新的快速有效的检测方法，在本论文中，我们首先制备了用Ionene聚合物涂层的毛细管柱，考察了涂层材料电荷密度对EPO糖蛋白微多相性分析的影响。并将阳离子聚合物6，6-Ionene涂层的毛细管用于CE和CE-MS等方法，分别对uEPO和rhEPO的微多相性进行了分析；在此基础上，又对内源与外源EPO进行了分离检测；同时对rhEPO的胰蛋白酶解产物进行了CE-MS分析。证明了Ionene聚合物涂层能够有效地防止EPO在毛细管壁的吸附，提高了分离效率。
DNA是重要的生物大分子，在基因治疗方面很有前途。基因技术需要一种长效、高转染基因传递体系。而由DNA和聚阳离子形成的稳定复合物具有很多优点：容易合成，结构稳定，形状灵活多样，高稳定性，高转染效率，并保护DNA不被细胞中的核酸酶所分解等，因此在基因工程和基因治疗方面有广阔的应用前景。利用层-层自组装技术(Layer-by-layer(LbL)self-assembly)在固体基片表面上可形成DNA和聚阳离子稳定复合物的有序多层膜。这种自组装技术具有制作过程简单、膜的厚度均匀、结构完好、对环境无害等优点。自组装功能膜在许多技术领域，如：传感器件、生物芯片、基因工程和基因治疗等方面都具有广泛的应用前景。
在本论文中，我们将传统的光刻蚀技术(photolithography)和层-层自组装技术结合起来，在固体基片上制备了含光敏高分子重氮树脂(DR)和生物大分子DNA的超薄膜，然后通过光刻和显影，得到微米级的精细图案，为初步实现构筑EPO糖蛋白分子芯片的研究设想提供了基础。同时还制备了海美溴铵(PB)与DNA间的多层自组装膜，并利用扫描电镜、原子力显微镜、光电子能谱、荧光显微镜和荧光光谱等技术对这两种组装膜进行了表征。本文还借助不同类型核酸探针的光谱分析、显微傅立叶变换红外光谱(FTIR)、荧光光谱和圆二色谱(CD)研究了DNA与PB之间的相互作用。
本论文的主要结论和创新之处在于：
(1)制备了具有适当电荷密度的6,6-Ionene聚合物涂层的毛细管柱，有效地消除了EPO糖蛋白的吸附问题，保证了良好的峰形，提高了分离度。
(2)建立了分离rhEPO和uEPO糖化体的最佳CE条件，研究结果表明该方法具有快速，重现性好等优点。
(5)优化分析条件，并运用CE-MS分析了rhEPO和uEPO的微多相性；在技术上首次成功地实现了使用CE-ESI-MS分离和检测rhEPO和uEPO。
(4)对rhEPO的胰蛋白酶酶解产物进行CE-MS分析，确认了11个多肽碎片峰。
(5)采用紫外可见光谱对DNA/DR及DNA/PB层层自组装膜的组装过程进行监测，结果发现：吸光度随组装层的增加呈线性增加，可证实这两种自组装膜是一层一层依靠静电相互作用力有序地组装成膜；对DR/DNA自组装膜进行光照反应，使光敏性的重氮基团发生分解，使层与层之间的离子键转变成共价键，得到了稳定的超薄膜，它能够避免极性溶液的刻蚀；且重氮树脂的光分解反应遵循一级反应动力学。
(6)利用扫描电镜、原子力显微镜、光电子能谱、对DNA/DR自组装膜的表面形貌进行表征，结果表明：经过紫外光照射的曝光区域，组装膜的性能稳定，厚度均匀，图像清晰；利用荧光显微镜和荧光光谱对(DR/DNA)9自组装膜与小沟区荧光探针Hoechst33528(Hoe)的相互作用结果进行检测，证明：Hoe能够与膜上的DNA定位结合，进一步证明了自组装膜的组装成功。
(7)对DNA/PB自组装膜的表面形貌进行表征，经过紫外光谱、原子力显微镜对自组装膜表面形态和均匀性进行考察，结果表明：DNA/PB组装膜表面、厚度均匀；自组装形成的(PB/DNA)n薄膜能够与Hoe和EB等小分子作用，它们的作用使得薄膜中DNA的构型发生改变，说明(PB/DNA)n薄膜有识别某些类型小分子的能力。
(8)显微傅立叶变换红外光谱、荧光和红外光谱、圆二色光谱均表明PB与DNA中的磷酸基团和碱基发生作用，导致DNA的二级结构发生由B-到C-构型的转变。且通过Scatchard作图分析，获得PB与DNA的结合常数为1.8×105M-1。