基于表面力儀的sS-DNA薄膜吸附與力學(xué)特性研究.pdf

1、生物膜（尤其是DNA吸附膜）因其在仿生材料、納米器件、疾病診斷、生物傳感器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而備受關(guān)注，納米技術(shù)的快速發(fā)展使得探索生物膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用前景成為可能。本文采用陽(yáng)離子橋接方法與表面力儀技術(shù)系統(tǒng)性研究了云母表面單鏈DNA(ss-DNA)薄膜的吸附與力學(xué)特性。本文主要工作如下:
　　1、系統(tǒng)性研究了陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)、濃度、種類(lèi)等因素對(duì)ss-DNA吸附膜形成及結(jié)構(gòu)的影響，并分析了ss-DNA的吸附機(jī)理。研究表明，二價(jià)陽(yáng)離子能有

2、效促進(jìn)ss-DNA吸附形成薄膜，離子關(guān)聯(lián)效應(yīng)是云母表面ss-DNA吸附的根本原因。二價(jià)過(guò)渡金屬離子有利于DNA吸附，非過(guò)渡金屬對(duì)吸附的促進(jìn)作用較弱。ss-DNA膜對(duì)Co2+濃度特別敏感，而對(duì)Zn+濃度不敏感，是由于Zn2+擴(kuò)散和DNA重排所致。
　　2、不同DNA濃度下云母表面形成的吸附膜結(jié)構(gòu)不同。本文中50ng/μl是ss-DNA能形成致密吸附膜的最低濃度，100ng/μL時(shí)ss-DNA形成雙分子層或交聯(lián)構(gòu)型。吸附膜越厚，表面間

3、的粘附力越小，該現(xiàn)象被認(rèn)為與電荷屏蔽效應(yīng)或空間位阻效應(yīng)有關(guān)。
　　3、研究了云母表面ss-DNA膜的解吸附行為及機(jī)理。向溶液中添加一價(jià)鈉鹽時(shí)ss-DNA膜會(huì)發(fā)生解吸附現(xiàn)象。一價(jià)鹽濃度增加到二價(jià)的100倍時(shí)，ss-DNA膜能夠徹底解吸附。本文工作表明離子關(guān)聯(lián)效應(yīng)的減弱導(dǎo)致了ss-DNA的解吸附現(xiàn)象。
　　4、研究了不同DNA堿基吸附膜的力學(xué)特性。研究表明:不同堿基吸附膜在表面排斥的初始間距、吸附膜結(jié)構(gòu)及粘附強(qiáng)度等方面有較大區(qū)別

4、。
　　5、研究了高濃度一價(jià)鹽的固液界面特性及其對(duì)云母表面ss-DNA吸附行為的影響。研究表明:低濃度時(shí)Na+的水合作用不明顯，經(jīng)典理論能很好預(yù)測(cè)雙電層作用;高濃度Na+表現(xiàn)出明顯水合作用。1M濃度條件下云母表面吸附較少的ss-DNA分子，高濃度時(shí)云母表面出現(xiàn)鈉鹽的類(lèi)固化現(xiàn)象，結(jié)晶析出顆粒物。
　　6、研究了仿生混合溶液中ss-DNA的吸附與力學(xué)特性。1∶1濃度比時(shí)，鈷、鈉離子混合液與鎂、鈉離子混合液都能促進(jìn)ss-DNA吸附