论文部分内容阅读
DNA折纸结构是由DNA组成,能在空间形成任意形状的生物纳米材料。DNA折纸结构由一个大的环形单链DNA(M13mp18)和许多短的单链DNA通过碱基互补配对形成。而由氢键形成的DNA折纸结构稳定性较差,需要通过化学修饰(如蛋白质包裹或聚合物修饰)使其更加稳定。目前解决DNA折纸稳定性的方法大都采用带正电的物质通过静电吸附与DNA折纸结构相互作用,从而达到稳定DNA折纸结构的目的。但是通过静电吸附稳定DNA折纸的方式容易受到环境中其他强带电物质的干扰。基于此,本论文通过将聚合物单体嵌入DNA折纸结构再进行聚合的方式,在DNA折纸结构表面形成了薄的聚合物膜。经过聚合物膜修饰的DNA折纸结构更加稳定,不容易受到其他环境因素的影响,并且具有与原始DNA结构不同的表面性质。本论文主要包括两个部分:1.M13mp18提取和DNA折纸的构建从双链M13mp18开始,先制备感受态细胞,再向其导入双链的M13mp18,最后得到了具有较高浓度的单链M13mp18。使用自主提取的单链M13mp18,合成了矩形和棍形两种DNA折纸结构,通过AFM(原子力显微镜)确定其结构存在且完整。在矩形DNA折纸结构上修饰生物素,证明了M13mp18序列的完整。用cadnano软件自主设计了空心四角柱DNA折纸结构并进行了合成,通过TEM(透射电子显微镜)确定其结构。本文完善和提高了获得M13mp18的实验方法,由自主提取的M13mp18,合成二维和三维的DNA折纸结构,一并通过了表征,由此也确定了M13mp18序列的完整性。自主设计三维的DNA折纸结构解决了DNA折纸从设计,合成到表征的实验问题。2.DNA折纸表面的聚合物修饰合成了能够嵌入DNA双链的聚合物单体—PyMMA,并将PyMMA嵌入DNA折纸结构,因PyMMA带有C=C双键,把PyMMA作为聚合单体之一,加入引发剂,交联剂和其它单体后,DNA折纸结构表面可以发生自由基聚合反应,通过对引发剂浓度,反应时间,单体种类及其单体浓度的改变,得到DNA折纸结构表面上较薄的聚合物膜。由DNA折纸结构表面发生聚合反应前后的高度统计和nanoIR在DNA折纸结构表面的观察,确定了该聚合物膜的存在。本文在DNA折纸结构表面上形成厚度大约0.5 nm的聚合物膜,保持了DNA折纸结构形状,为DNA折纸的表面修饰提供了另一种途径。聚合物膜的引入,使得DNA折纸结构表面性质有所改变,并在一定程度上保护了DNA折纸结构。