DNA模板法納米材料的構(gòu)建及其應(yīng)用研究.pdf

1、納米生物技術(shù)是納米科學(xué)與生物技術(shù)的交叉,兼具了科學(xué)與工程的優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是21世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來,隨著納米科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展,納米生物技術(shù)逐漸興起并發(fā)展成為一個年輕的,快速發(fā)展的重要研究領(lǐng)域。目前,納米生物技術(shù)的研究主要集中在利用納米尺度的生物大分子來構(gòu)建各種有機(jī)無機(jī)納米材料和功能納米結(jié)構(gòu)上。DNA分子是納米材料的理想的構(gòu)建單元,利用DNA分子作為模板,人們可以構(gòu)建各種功能納米器件。
　　我國納米科技的起步較早,并在某些領(lǐng)

2、域取得了自己的優(yōu)勢。然而,我國納米科技的發(fā)展還停留在材料制備與表征的階段,有關(guān)納米器件的構(gòu)建和納米材料的應(yīng)用研究還剛剛起步。本課題就是利用DNA分子做模板構(gòu)建功能納米材料,并進(jìn)一步研究其應(yīng)用價(jià)值,主要內(nèi)容如下:
　　首先,利用原子力顯微鏡(atomic force microscope,AFM)作為工具,研究了DNA分子的固定、拉伸等操作,并對影響DNA分子固定、拉伸過程中的離子種類、離子濃度、氣流速度等一系列因素進(jìn)行了詳細(xì)研究。

3、結(jié)果表明,利用雙蒸水作為稀釋劑,Mg2+作為固定劑,可以將DNA分子有效固定在云母表面。隨后,我們利用1％的APS水溶液對云母和硅片表面進(jìn)行化學(xué)修飾,進(jìn)而采用“彎液面法”和“氣流法·”兩種方法成功拉伸了DNA分子,研究得到了DNA分子拉伸過程中的各種優(yōu)化條件,為其下一步應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　利用DNA分子作為模板,采用乳酸、檸檬酸鈉、硼烷二甲胺的混合液作為還原劑分別于溶液中和云母表面制備了金、銀、鈀三種貴金屬納米線/納米網(wǎng),并且將

4、制備的銀納米線鋪展在金電極上構(gòu)建成傳感器,進(jìn)一步研究了其氣敏特性。研究結(jié)果表明,DNA-Ag納米線對氨氣具有非常高的選擇性、快速的響應(yīng)與回復(fù)時間,分別為10s和7s。此外,我們對氣敏特性的機(jī)理進(jìn)行了討論,認(rèn)為DNA-Ag納米線上的銀納米粒子顯著增加了材料的比表面積,有助于氣體分子的吸附。同時認(rèn)為銀納米粒子之間存在“化學(xué)依賴性粒子間壁壘”,氨氣分子通過對Ag2O層的p型或者n型摻雜來達(dá)到提高納米線導(dǎo)電性的目的,有助于氨氣的選擇性檢測,從而