DNA納米技術以DNA的理化特性為基礎,結合現(xiàn)代納米技術和分子生物學技術,構建可操控、智能化的新型納米結構或納米機器。結構DNA納米技術以其精確的操控手段和多樣化的裝配方式,成為DNA納米技術領域中一個研究熱點,已在材料定向組裝、生物分析、生物催化、DNA計算機、疾病診斷和藥物運輸?shù)确矫娴玫綉�。本論文開展了 DNA納米結構在生物分析和生物模擬中的研究。DNA四面體是一種剛性強度高和生物相容性好的DNA納米結構。結合DNA四面體結構和催化發(fā)夾組裝放大策略,構建CTDN探針并將其用于胞內(nèi)miR-21成像。CTDN探針可以在不需要轉(zhuǎn)染試劑的幫助下通過胞吞作用進入細胞,具有良好的生物相容性和酶抗性。同時,基于催化發(fā)夾組裝的信號放大策略,CTDN探針具有高度的靈敏性、選擇性。DNA-AuNPs納米結構是DNA與AuNPs基于金硫鍵或者非共價鍵作用結合形成的DNA納米結構。通過DNA與AuNPs的組裝成功構建五種不同的DNA分子機器（M1、M2、M3、M4、M5）,每個機器由熵驅(qū)動的鏈置換反應提供動力�；贒NA分子機器之間的相互通訊,構建三種不同化學反應網(wǎng)絡—級聯(lián)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡、正反饋調(diào)節(jié)網(wǎng)絡和負反... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１同源雙鏈ＤＮＡ自組裝

藥物遞送和生物模擬［Ｉ２５］等方??面。這些不同形式的ＤＮＡ納米結構主要分為靜態(tài)ＤＮＡ納米結構和動態(tài)ＤＮＡ納米結??構。??１．２．１靜態(tài)ＤＮＡ納米結構??過去的３０多年，結構ＤＮＡ納米技術以驚人的速度發(fā)展。最重要的概念是將不可移??動的分支ＤＮＡ連接通過粘性末端連接在一起，自組裝成具有不同性質(zhì)和功能的結構。??基于這種理念，研宄人員構建多種多樣的ＤＮＡ納米結構。??Ｓｅｅｍａｎ課題組在兩股雙螺旋結構引入交叉結構，成功構建稱為Ｄｏｕｂｌｅ?Ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ的??結構（ＤＸ）?如圖１．２所示。這種結構具有很好的穩(wěn)定性，可以通過粘性末端自組裝??成更復雜的結構。通過對結構單元進行功能化修飾，可以構建具有不同功能的結構。這??一研宄為后期ＤＮＡ納米結構的發(fā)展奠定了基矗??八?Ｘ??／＾５ｖ／＼?＋４?＋４?＇?坤ｆ：—ｒ?Ｖ０〇３（＞０Ｃｖ＾??？?Ｊ?ｐｉ??Ｘ??圖１．２?（Ａ）?ＤＮＡ序列對稱性作為設計ＤＮＡ納米結構的工具。??Ｆｉｇ．?１．２?（Ａ）?ＤＮＡ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ?ｓｙｍｍｅｔｒｙ?ｉｓ?ｅｘｐｌｏｒｅｄ?ａｓ?ａ?ｔｏｏｌ?ｆｏｒ?ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ?ＤＮＡ?ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．??基于ＤＸ的結構，Ｗｉｎｆｒｅｅ課題組構建了二維平面網(wǎng)格結構［２７］，如圖１．３．Ａ所示，并??通過原子力顯微鏡對其成像。Ｍａｏ課題組基于４ｘ４基元的Ｃ４對稱性，結合序列對稱性??自組裝成大小為１ｍｍ的二維排列［２８】。如圖１．３所示，這一工作證明大的二維陣列是可??

華東理工大學碩士學位論文?第３頁??行的。序列對稱性是設計ＤＮＡ納米結構的有力工具，可以顯著減小序列的大小和ＤＮＡ??鏈的數(shù)量。這種簡化對于復雜結構的設計是非常重要的�；诰�框框架結構，Ｍａｏ課題??組開發(fā)出一種通用的、不依賴于骨架鏈的構建方法，并成功組裝成平面晶格和多面體結??構［２９］。如圖１．４所示，所得到的結構的邊緣由兩個兩端交叉的平行雙工組成。??：繼??議鬱■?＾層■??圖１．３不同尺寸的ＤＮＡ四面體結構。??Ｆｉｇ．?１．３?ＤＮＡ?ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｉｚｅｓ．??Ｙａｎ課題組設計并構建一種由４ｘ４瓷磚連接組成的ＤＮＡ納米結構［３Ｇ］。如圖１．４所??示，４ｘ４瓷磚的可編程自組裝形成兩種不同的晶格形態(tài)：均勻?qū)挾鹊募{米帶和二維納米??網(wǎng)格，它們都顯示出具有周期性的方形空腔。周期性蛋白質(zhì)陣列是通過鏈霉親和素模板??自組裝到含有生物素化寡核苷酸的ＤＮＡ納米網(wǎng)格上實現(xiàn)。在兩步金屬化工藝的基礎上，??４ｘ４納米帶成為制備高導電、均勻?qū)挾鹊你y納米線的良好支架。??ｓ?＿＿腳國｜｜｜｜｜｜１１??ｃ?ｉ?ｉｔｔｆ?＋？??—＊？?ＩＩＩＩＺＥＩＬ??＿??５００ｘ５００?？ｓｍ?！５（ｈｉ５０ｎｍ??圖１．４?ＤＮＡ瓷磚自組裝ＤＮＡ納米帶和納米網(wǎng)格。??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｏｆ?ＤＮＡ?ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓ?ａｎｄ?ｎａｎｏｇｒｉｄｓ?ｕｓｉｎｇ?４Ｘ４?ＤＮＡ?ｔｉｌｅ．??


本文編號：3285260