两亲性DNA-树状分子杂化体的合成及组装性能研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ash0
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DNA作为一类新型的纳米材料和超分子构筑基元,以其独特的序列可编程性和结构多样性显示了其他材料不可比拟的优势,受到广泛关注。通过DNA的结构修饰构建的杂化体则具有更丰富的性质和功能,其中两亲性的DNA杂化体结合了两亲分子的微相分离特性和DNA的性质,是逐渐兴起的研究领域。树状分子是一类人工合成的有机大分子,具有精致的立体结构和单分散的分子量,且分子性质可控性强。已经有多种不同结构类型和功能的树状分子被设计合成出来,并广泛应用于超分子和功能材料领域。本论文的工作集中于将DNA和树状分子这两类完美的结构结合起来,构建了一系列两亲性DNA-树状分子杂化体,并对杂化体的组装行为及功能化潜力进行了探索,具体内容和取得的主要结果如下:   一、设计合成了两类疏水的树状分子,并通过半自动固相合成法成功将它们与DNA进行偶联,得到了两类共计十种新型的两亲性DNA-树状分子杂化体,分别为基于外围氯代聚苄醚树状分子的GnCl-DNA和基于外围烷基化树状分子的GnAlk-DNA,目标物通过MALDI-TOF及凝胶电泳等手段进行了表征。   二、详细研究了GnCl-DNA杂化体在水相中的组装行为。研究发现在退火条件下,该类杂化体都可以在水中组装成长而均一的纤维。纤维结构经TEM、AFM和cryo-TEM等手段进行了充分表征。提出了纤维的组装机理,并通过疏水包裹实验和DNA互补配对实验予以证实。同时详细研究了G2Cl-18在不同组装条件下的聚集行为,发现可以通过改变制样条件可控地得到球形胶束和纤维形貌,通过TEM和DLS对形貌转变过程进行了表征,并初步揭示了形貌转变的机理。   三、初步探索了GnAlk-DNA杂化体在水相中的组装行为。研究发现具有相同DNA序列和不同树状分子代数的GnAlk-18均表现出相似的组装行为,但同时也存在一定的形貌差异,其组装机理还需要进一步详细研究。同时还初步考察了含i-motif序列的G2Alk-24的组装行为,发现在pH8.0和5.0条件下,DNA构象从单链到四链结构的转变并没有引起组装体形貌的改变,而仅仅体现在尺寸上的差别,有望实现pH值调控的组装体尺寸变化。
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