Construction and Characterization of DNA origami structures used as templates for assembly of gold nanoparticles.pdf

1、本文主要研究利用DNA折紙術組裝納米材料的幾種方法，目前在納米尺度上組裝材料的方法有很多，這些方法主要分為兩類:自上而下和自下而上。自上而下的方法是將體材料逐層切片，成為納米材料;自下而上的方法與自上而下的方法相反，是通過納米材料構建體材料。由體材料制備納米材料有很多方法，包括電子束光刻法，原子力顯微鏡操作，聚焦離子束拋光和激光直寫法等，但是利用這些方法將體材料切片至納米尺度仍存在一些問題。自下而上的方法中，可以利用適當?shù)娜f法控制設計對

2、象的尺寸和幾何形狀。生物材料在組裝納米材料的應用中是有效的，這些生物材料包括生物素-鏈霉親和素，抗原-抗體，多肽，蛋白質(zhì)和DNA。大約三十年前，DNA納米技術已經(jīng)逐漸成為組裝納米結(jié)構材料的一種方法。由Rothemund提出的DNA折紙術為利用DNA自組裝構建三維結(jié)構鋪平了道路。DNA折紙術是指利用一個長的DNA鏈作為腳手架鏈，然后通過上百條短的DNA訂書釘鏈組裝形成所需要的結(jié)構。在本論文中，我們采用caDNAno軟件設計了兩種新的三維D

3、NA折紙術結(jié)構并研究了其形成過程。第一個結(jié)構是稱之為“滾筒”的雙納米管結(jié)構，在中間的部位一個納米管環(huán)繞在另一個納米管周圍。第二個三維DNA折紙術結(jié)構是類似十字架的結(jié)構。這兩個結(jié)構都使用瓊脂糖凝膠電泳，原子力顯微鏡和透射電子顯微鏡進行了表征。使用巰基化學研究了這兩種三維DNA折紙術結(jié)構在納米尺度上組裝金納米粒子的可能。納米尺度上對物質(zhì)的控制在納米技術領域中有許多應用。DNA折紙術作為模版設計和排布納米粒子具有廣闊的前景。我們使用DNA折紙

4、術的方法在特定的位置設計一些訂書釘鏈作為金納米粒子的連接位點，并且將修飾巰基的DNA引物通過共價鍵與金納米粒子連接。這些DNA引物然后通過堿基互補配對與特定位置上的訂書釘鏈的粘性末端雜交。我們在DNA滾筒結(jié)構的中間部位排布了5nm的金納米粒子形成一個C形的結(jié)構，這個結(jié)構在電子學和等離子體共振領域有潛在的應用。我們同樣使用這種方法在十字型的折紙術結(jié)構上排布10nm和15nm的金納米粒子，這種結(jié)構具有特殊的手性性能。最后，我們利用生物素和鏈