基于DX分子瓦的DNA晶體結(jié)構(gòu)的制備.pdf

1、DNA作為一種天然的生物大分子，在構(gòu)建納米材料方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):(1)自下而上(bottom-up)的自組裝模式;(2)DNA可組裝成周期排列結(jié)構(gòu);(3)周期排列結(jié)構(gòu)可被預(yù)測(cè)化及程序化設(shè)計(jì)。因此，利用DNA制備納米結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)非常有意義的研究?；贒NA自組裝技術(shù)，利用DNA構(gòu)建納米材料的建筑模塊，通過模塊間黏性末端的互補(bǔ)配對(duì)作用，組裝形成不同的納米結(jié)構(gòu)。本文以Seeman教授設(shè)計(jì)的DX分子瓦(DNATile)為納米結(jié)構(gòu)的建筑模塊制備D

2、NA二維晶體結(jié)構(gòu)。對(duì)DX分子瓦改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)其他晶體結(jié)構(gòu)的制備，同時(shí)探討了不同因素對(duì)晶體結(jié)構(gòu)形貌的影響。
　　 首先選擇DX分子瓦作為構(gòu)建納米材料的建筑模塊，采用DNA自組裝技術(shù)制備出DNA二維晶體結(jié)構(gòu)，同時(shí)探討了DNA濃度以及退火時(shí)間對(duì)DX分子瓦及二維晶體的影響，對(duì)制備得到的DX分子瓦采用6％非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳(native-PAGE)進(jìn)行表征，結(jié)果表明在DNA濃度為1μmol/L時(shí)，退火時(shí)間越短組裝的DX分子瓦的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定

3、，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)電泳條帶大部分都在正確的位置，所以DX分子瓦的退火時(shí)間不會(huì)影響后續(xù)二維晶體的制備。對(duì)所得到的DNA二維晶體結(jié)構(gòu)采用原子力顯微鏡(AFM)表征，結(jié)果表明不同的起始退火溫度會(huì)對(duì)二維晶體的形成造成影響:起始退火溫度為37℃時(shí)，可得到片狀的二維晶體結(jié)構(gòu);起始退火溫度為50℃和25℃時(shí)，二維晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)纏繞狀。對(duì)這種影響做了分析，探討了組裝二維晶體結(jié)構(gòu)的最優(yōu)退火條件。對(duì)DX分子瓦在260nm處進(jìn)行紫外吸光度測(cè)定，發(fā)現(xiàn)DX分子瓦在260

4、nm處的吸光度值減小，而在小于240nm處的吸光度顯著增加。
　　 其次通過對(duì)組成DX分子瓦的寡核苷酸鏈長(zhǎng)度進(jìn)行修改，得到六種不同的DX分子瓦:2A，2B，5A，5B，10A，10B。這些分子瓦的黏性末端通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則連接形成晶體結(jié)構(gòu)2AB，5AB，10AB。探討不同因素，包括DNA濃度、退火時(shí)間、鎂離子濃度對(duì)分子瓦以及晶體結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)分子瓦結(jié)構(gòu)采用6％非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳表征發(fā)現(xiàn):DNA濃度越小，分子瓦的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定

5、;而鎂離子濃度、退火時(shí)長(zhǎng)對(duì)分子瓦的影響則不是很明顯。對(duì)得到的晶體結(jié)構(gòu)采用原子力顯微鏡表征發(fā)現(xiàn)2AB、5AB結(jié)構(gòu)呈線狀，但容易相互纏繞。Mg2+濃度越大，5AB晶體的延展性就越差。而10AB的結(jié)構(gòu)在原子力顯微鏡下會(huì)呈現(xiàn)兩種不同的形態(tài)。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)2AB晶體結(jié)構(gòu)在原子力顯微鏡下容易發(fā)生坍塌。同時(shí)本文還采用一鍋法(one-pot)制備了DNA晶體。對(duì)所得的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn)采用一鍋法制備的樣品可以在原子力顯微鏡下觀察到晶體結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)容易發(fā)生纏繞