可見(jiàn)光引發(fā)點(diǎn)擊反應(yīng)在AFM針尖修飾單分子鏈方面的應(yīng)用.pdf

1、巰基-烯烴反應(yīng)是一種新型的“點(diǎn)擊“反應(yīng)，通過(guò)可見(jiàn)光引發(fā)電子轉(zhuǎn)移，在特定的官能團(tuán)間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，具有高度的選擇性。該反應(yīng)結(jié)合了可見(jiàn)光引發(fā)反應(yīng)的無(wú)毒、無(wú)副反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)和點(diǎn)擊反應(yīng)的像鼠標(biāo)一樣的簡(jiǎn)單、普適、高效等優(yōu)點(diǎn)。本文將可見(jiàn)光引發(fā)巰基-烯烴點(diǎn)擊反應(yīng)應(yīng)用于單分子樣品制備，可控、高效的將目標(biāo)分子通過(guò)化學(xué)鍵修飾在原子力顯微鏡(AFM)針尖。
　　第二章，首先通過(guò)可見(jiàn)光引發(fā)巰基-烯烴點(diǎn)擊反應(yīng)將聚乙二醇修飾在AFM氮化硅針尖上，并在PBS和壬烷條

2、件下進(jìn)行了單分子力譜實(shí)驗(yàn)，獲得了PEG的單分子力曲線。我們首次用量子力學(xué)QM-FRC理論模型擬合了聚乙二醇在壬烷中的力曲線，擬合結(jié)果與聚乙二醇結(jié)構(gòu)單元的平均鍵長(zhǎng)[(lC-C+2lC-O)/3]相等，即聚乙二醇在壬烷中以平均鍵長(zhǎng)為自由旋轉(zhuǎn)單元形成自由卷曲構(gòu)象，說(shuō)明了可見(jiàn)光引發(fā)點(diǎn)擊反應(yīng)可用于制備單分子力譜實(shí)驗(yàn)樣品。對(duì)比兩種條件下的單分子力曲線，發(fā)現(xiàn)水環(huán)境中力曲線中力區(qū)域需要更高的能量，該結(jié)果驗(yàn)證了Gaub等人的研究;其次，我們通過(guò)控制可見(jiàn)光

3、引發(fā)反應(yīng)條件，分別在無(wú)光、無(wú)催化劑條件下制備了樣品，并進(jìn)行單分子力譜實(shí)驗(yàn)。每種條件下制備的樣品重復(fù)三組實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)高分子力學(xué)信號(hào)出現(xiàn)，驗(yàn)證了可見(jiàn)光及催化劑為反應(yīng)必備條件。
　　第三章，利用可見(jiàn)光引發(fā)點(diǎn)擊反應(yīng)將生物大分子單鏈DNA修飾在針尖，并在有機(jī)壬烷條件下進(jìn)行了單分子拉伸實(shí)驗(yàn)。隨后用量子力學(xué)QM-FJC理論模型擬合了實(shí)驗(yàn)力曲線，結(jié)果與我們課題組之前的結(jié)果一致，驗(yàn)證了力曲線為單鏈DNA分子鏈彈性。通過(guò)針尖修飾合成大分子聚乙二醇、生

4、物大分子DNA實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明了可見(jiàn)光引發(fā)巰基-烯烴點(diǎn)擊反應(yīng)具有普遍適用性。
　　第四章，對(duì)比了可見(jiàn)光引發(fā)點(diǎn)擊反應(yīng)方法與基底物理吸附方法制備單分子力譜實(shí)驗(yàn)樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)新方法需要更低濃度，且效率約為物理吸附獲得單鏈力曲線的三倍;對(duì)比新方法與S-Au化學(xué)鍵修飾方法結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不同方法獲得的實(shí)驗(yàn)曲線能很好的擬合，說(shuō)明我們?cè)诳梢?jiàn)光修飾分子方法中用到的硅烷偶聯(lián)劑小分子不影響目標(biāo)分子的性質(zhì)，而可見(jiàn)光針尖修飾獲得的力曲線斷裂值較S-Au鍵方法得