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聚合酶链反应(PCR)是一种体外特定核酸序列扩增技术,是分子生物学的重要实验方法之一。现已广泛用于生命科学、遗传学和医学等领域等许多领域。DNA分子可以引入功能性基团连接在纳米粒子表面上,同时本身可通过PCR进行大规模增殖。如果在纳米粒子界面上能够顺利进行PCR并且应用于纳米材料的组装,在功能材料学,生物学等方面均具有重要意义。本文系统研究了纳米粒子界面上的聚合酶链反应及其纳米粒子聚集体的制备,并取得了以下几个有意义的结果:1.研究了基于纳米粒子界面上的PCR制备纳米粒子聚集体。将引物连接在不同的纳米粒子界面上,以质粒pBluescript SK为模板,在纳米粒子界面上进行PCR。利用原子力显微镜(AFM)和荧光光谱仪对PCR产物分别检测。研究了PCR循环次数、纳米粒子大小、扩增DNA片断长短对制备纳米粒子聚集体的影响。实验结果表明:通过纳米粒子界面上的PCR能够制得以DNA为模板的纳米粒子聚集体。控制PCR循环次数、纳米粒子大小、扩增DNA片断长短可以制备不同形状和大小的纳米粒子聚集体,而且这种聚集体在高温时能分散,低温时能复合。因此引物连接在纳米粒子表面PCR,可制得具有可逆分散和聚集功能的纳米粒子聚集体。2.研究了哑铃状纳米粒子聚集体的制备。首先制备粒度均一、分散性良好、不同粒径的球形金纳米粒子,通过Au-S键将5’端修饰-SH-(CH2)6-的引物连接在金纳米粒子的界面上,进行PCR。利用AFM对制得的纳米粒子聚集体进行检测,研究了控制纳米粒子聚集体形成哑铃状的制备条件。实验结果表明在优化PCR的条件下,将两种引物分别连接在金纳米粒子表面,均能顺利进行PCR并制得了以DNA为模板哑铃状纳米粒子聚集体。通过控制PCR循环次数,纳米粒子大小及DNA扩增片断的长短,能够有效地控制纳米粒子聚集体的大小。3.研究了基于树枝状化合物(PAMAM)界面上的PCR及聚集体的制备。将引物通过静电作用连接到PAMAM分子的表面,采用质粒pBluescript SK作为模板,进行PCR。并用琼脂糖凝胶电泳和透射电子显微镜对PCR产物进行检测,分别研究了退火温度、引物浓度对PCR的影响。实验结果表明:连接在PAMAM分子表面引物的PCR可以成功地进行,并且在一定温度范围里,PCR几乎不受退火温度的影响;通过PCR制备了PAMAM-DNA的聚合体,这种聚合物在高温时能分散,低温时能复合。基于PAMAM分子表面的PCR将均相体系中的PCR技术扩展到非均相体系中,大大扩展了PCR技术的应用范围,提供了一种制备纳米材料的新方法。