基于DNA自組裝的六邊形二維陣列及納米金結(jié)構(gòu)的制備及表征.pdf

1、脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleicacid，DNA)是生物體遺傳信息的載體，廣泛地存在于自然界中。DNA具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其堿基嚴(yán)格地按照Watson-Crick堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行配對連接。除此之外，DNA具有納米尺度、穩(wěn)定性好、編碼性好以及可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以DNA是一種天然的自組裝納米材料。本文根據(jù)DNA自組裝原理，設(shè)計并制備DNA納米結(jié)構(gòu)，并用原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope，AFM)和

2、透射電鏡(Transmissionelectronmicroscope，TEM)對DNA自組裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。具體內(nèi)容如下:
　　 (1)用變性聚丙烯酰胺凝膠(denaturing-polyacrylamidegelelectrophoresis，denaturing-PAGE)對單鏈DNA進(jìn)行純化，用紫外分光光度計測量純化前后DNA濃度和質(zhì)量，最終單鏈DNA回收率在15％～33％之間。同時對單鏈DNA的吸光度進(jìn)行了紫外波段的掃描

3、，得出單鏈DNA的吸收峰在260nm處，說明實(shí)驗(yàn)中的DNA溶液里沒有其他生物大分子干擾，保證了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步進(jìn)行。
　　 設(shè)計并自組裝了三點(diǎn)星模塊結(jié)構(gòu)，用非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳(native-PAGE)進(jìn)行表征。同時比較了不同單鏈DNA摩爾比例對三點(diǎn)星模塊結(jié)構(gòu)形成的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)組成三點(diǎn)星模塊的三條單鏈DNA摩爾比例為hex1∶hex2∶hex3=1∶3∶3時候形成的三點(diǎn)星結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。
　　 (2)設(shè)計帶有回文DNA序列黏

4、性末端的三點(diǎn)星結(jié)構(gòu)，用三條單鏈DNA直接自組裝得到六邊形網(wǎng)格狀DNA二維陣列結(jié)構(gòu)。在實(shí)驗(yàn)方法上是把3條單鏈按照1∶3∶3比例混合在一起一次性退火就可以得到六邊形網(wǎng)格狀DNA二維陣列結(jié)構(gòu)，在實(shí)驗(yàn)原理上是三條單鏈DNA首先自組裝形成三點(diǎn)星模塊結(jié)構(gòu)，然后三點(diǎn)星模塊結(jié)構(gòu)通過黏性末端互補(bǔ)配對連接，最終組裝成二維陣列結(jié)構(gòu)。用native-PAGE和AFM進(jìn)行表征，表征的結(jié)果顯示六邊形網(wǎng)格邊長約20nm，陣列高度約2nm。
　　 (3)設(shè)計了

5、兩種不同黏性末端序列的三點(diǎn)星模塊結(jié)構(gòu)，當(dāng)把這兩種三點(diǎn)星模塊等比例混合之后，就可以自組裝形成六邊形網(wǎng)格狀DNA二維陣列。本實(shí)驗(yàn)采用的是“兩步退火”自組裝的方法，native-PAGE和AFM表征結(jié)果顯示這種方法成功制備了六邊形網(wǎng)格狀DNA二維陣列結(jié)構(gòu)。對這兩種三點(diǎn)星模塊在25℃、37℃、50℃和65℃四種起始退火條件下自組裝得到的二維陣列進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)50℃條件下形成的二維陣列結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，37℃和65℃兩種起始退火溫度條件下形成的二維陣

6、列結(jié)構(gòu)有不同程度的分散，25℃條件下不能形成二維陣列結(jié)構(gòu)。
　　 (4)以三點(diǎn)星DNA結(jié)構(gòu)為模板引導(dǎo)納米金自組裝。通過native-PAGE進(jìn)行表征，表征結(jié)果顯示成功制備了帶有黏性末端的三點(diǎn)星DNA結(jié)構(gòu)。通過瓊脂糖凝膠電泳(Agaroesgelelectrophoresis，AGE)和TEM表征，成功實(shí)現(xiàn)了以三點(diǎn)星結(jié)構(gòu)引導(dǎo)納米金自組裝，自組裝得到的三個納米金形成規(guī)則的三點(diǎn)星狀結(jié)構(gòu)，納米金的直徑約5nm，相鄰兩個納米金之間的距離約