兩親性DNA雜化共聚物的合成與自組裝.pdf

1、兩親性DNA雜化共聚物的白組裝是用于構(gòu)建納米組裝結(jié)構(gòu)的重要方法，在近年來(lái)受到研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。兩親性DNA雜化共聚物包含兩個(gè)部分，一部分是疏水的合成高分子，其通過(guò)人為設(shè)計(jì)可以帶有活性官能團(tuán)，這也是雜化共聚物自組裝的驅(qū)動(dòng)部分;另一部分是DNA片段，其具有優(yōu)異的分子識(shí)別性能，并賦予雜化共聚物生物活性。這類(lèi)雜化共聚物的自組裝過(guò)程是自下而上的，即通過(guò)人工設(shè)計(jì)得到結(jié)構(gòu)明確的雜化共聚物。雜化共聚物在分子層而發(fā)生自組裝，自組裝結(jié)構(gòu)受到分子結(jié)構(gòu)的調(diào)控

2、。這類(lèi)自組裝結(jié)構(gòu)在藥物載體、生物藥物、智能水凝膠、能量轉(zhuǎn)化、超分子電子設(shè)備等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。本文合成了一種分子鏈上含有多炔基的疏水性高分子——聚甲基丙烯酸丙炔酯(PPMA)，并將疊氮基修飾的寡聚核苷酸通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)的方法連接至PPMA制備出兩親性DNA雜化共聚物PPMA-g-DNA。之后深入研究了PPMA-g-DNA的自組裝特性、分子識(shí)別性以及包載疏水小分子的功能。
　　首先，本文使用甲基丙烯酸丙炔酯(PMA)作為單體，采用溶

3、液聚合的方法得到PPMA。先使用紅外與核磁圖譜的方法確定了PPMA分子鏈上存在炔基活性基團(tuán)。再使用凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)得PPMA的Mn=7K, Mw=13K, PDI=1.9。最后用基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF)對(duì)其分子量做進(jìn)一步研究。
　　其次，本文使用點(diǎn)擊化學(xué)的方法將疊氮基修飾的DNA連接至PPMA骨架，得到接枝共聚物PPMA-g-DNA。修飾過(guò)程使用Cu+作為催化劑，五甲基二乙烯三胺(PMDETA)

4、作為Cu+穩(wěn)定劑可達(dá)到良好效果。實(shí)驗(yàn)還研究了溶劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響。發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)在水相與有機(jī)相均可發(fā)生，提高反應(yīng)溫度，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可大幅提高產(chǎn)率。并最終確定最佳的點(diǎn)擊化學(xué)條件為:在THF與水的混合溶劑中，于55℃反應(yīng)3h。使用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)得到PPMA-g-DNA的接枝率為11％。
　　最后，本文研究了兩親性接枝共聚物PPMA-g-DNA的自組裝特性、分子識(shí)別性以及包載疏水小分子的功能。PPMA-g-DNA在水中可

5、以自組裝形成相互無(wú)規(guī)纏繞的納米纖維，單根納米纖維的直徑約為10nm，長(zhǎng)度可達(dá)幾微米。在20％THF溶劑中上述自組裝產(chǎn)物解螺旋形成沒(méi)有相互作用的獨(dú)立的納米纖維。在40％THF中單根納米纖維有序地高密度地螺旋組裝在一起形成麻繩狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)原子力顯微鏡(AFM)測(cè)量其螺距約為36nm。使用互補(bǔ)DNA鏈標(biāo)記的金納米顆粒與PPMA-g-DNA進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)反應(yīng)，PPMA-g-DNA以標(biāo)記的金納米顆粒為模板，在其表而覆蓋形成一層高分子層。證明了PPM