DNA納米技術(shù)包括以DNA動態(tài)鏈置換反應(yīng)為研究對象的動態(tài)納米技術(shù)和以形成不同DNA結(jié)構(gòu)為目的的靜態(tài)納米技術(shù)。利用DNA納米技術(shù),實(shí)現(xiàn)對DNA動態(tài)和靜態(tài)納米器件構(gòu)建的過程稱之為DNA納米工程。DNA納米工程并不強(qiáng)調(diào)DNA分子作為遺傳信息載體的原有功能,而是將DNA視為一種分子材料,通過合理的序列設(shè)計(jì)使DNA鏈按照既定的方式雜交或發(fā)生鏈置換,最終實(shí)現(xiàn)信號的傳遞或者結(jié)構(gòu)的生成。DNA嚴(yán)格的沃森-克里克堿基互補(bǔ)配對規(guī)則,序列的可設(shè)計(jì)性以及功能基團(tuán)的可定制性為構(gòu)建一系列基于DNA動態(tài)或者靜態(tài)納米技術(shù)的納米反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)或者納米器件奠定了基礎(chǔ)。無論是動態(tài)還是靜態(tài)的DNA納米技術(shù),在過去的幾年里都取得了長足的發(fā)展。其中,基于DNA動態(tài)雜交和鏈置換反應(yīng)的DNA動態(tài)納米技術(shù),經(jīng)過上個世紀(jì)最后幾十年對DNA分子雜交熱力學(xué)性質(zhì)的摸索和沉淀,終于在本世紀(jì)初期開始嶄露頭角。隨著鏈雜交和鏈置換動力學(xué)研究的逐步深入,人們基于DNA動態(tài)納米技術(shù)開發(fā)出了DNA邏輯門,DNA分子馬達(dá),DNA步行者,DNA邏輯計(jì)算網(wǎng)絡(luò)等諸多功能各異的DNA反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。而在DNA靜態(tài)納米技術(shù)領(lǐng)域,人們在簡單DNA雙鏈雜交的基礎(chǔ)上,構(gòu)建出許多復(fù)雜精致... 

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 化學(xué)視角下的DNA分子
        1.1.1 DNA與納米工程
        1.1.2 DNA的化學(xué)合成
    1.2 DNA動態(tài)邏輯回路
        1.2.1 DNA雜交和鏈置換的熱力學(xué)及動力學(xué)基礎(chǔ)
        1.2.2 DNA鏈置換反應(yīng)與動態(tài)邏輯回路
    1.3 DNA的結(jié)構(gòu)自組裝
        1.3.1 DNA催化自組裝
        1.3.2 DNA雜交自組裝
        1.3.3 DNA結(jié)構(gòu)輔助自組裝
    1.4 本論文的研究構(gòu)想
第2章 熵驅(qū)動信標(biāo)：一種無酶無發(fā)夾核酸放大策略的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 熵驅(qū)動信標(biāo)的構(gòu)建和熱動力學(xué)計(jì)算
        2.3.2 目標(biāo)DNA引發(fā)的零背景信號增強(qiáng)
        2.3.3 信標(biāo)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性
        2.3.4 單堿基突變的選擇性
        2.3.5 鏈呼吸速率和系統(tǒng)選擇性的關(guān)系
        2.3.6 細(xì)胞勻漿監(jiān)測以及信號觸發(fā)設(shè)計(jì)
    2.4 小結(jié)
第3章 內(nèi)建DNA反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的智能原型細(xì)胞的構(gòu)建與免疫模擬研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 原型細(xì)胞中AIRS工作機(jī)理的分步闡述
        3.3.2 AIRS構(gòu)建
        3.3.3 人工病原體和原型細(xì)胞的表征
        3.3.4 裝載效率
        3.3.5 人工病原體侵染和病原體DNA的轉(zhuǎn)運(yùn)
        3.3.6 原型細(xì)胞中的AIRS
    3.4 小結(jié)
第4章 DNA步行者探針用于監(jiān)測活細(xì)胞膜上動態(tài)瞬時的分子碰撞
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 DNA探針的表征
        4.3.2 DNA探針的運(yùn)動
        4.3.3 通過設(shè)計(jì)DNA競爭游戲來研究膜脂分子碰撞取的向性
        4.3.4 膜脂分子碰撞速率的計(jì)算
        4.3.5 細(xì)胞膜上每種脂分子的有效濃度以及脂分子擴(kuò)散面積估算
        4.3.6 DNA探針用于研究膜蛋白分子的碰撞速率
    4.4 小結(jié)
第5章 樹枝狀DNA催化自組裝復(fù)合物用于有效的基因沉默
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 DNA樹枝狀復(fù)合物的組裝與表征
        5.3.2 DNA樹枝狀復(fù)合物的細(xì)胞選擇性
        5.3.3 DNA樹枝狀復(fù)合物作為載體的si RNA基因沉默
    5.4 小結(jié)
第6章 金屬交聯(lián)的DNA膠束：球面合成，結(jié)構(gòu)闡明以及細(xì)胞內(nèi)在化研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        6.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 銅交聯(lián)的DNA膠束
        6.3.2 銀交聯(lián)的DNA膠束
        6.3.3 金交聯(lián)的DNA膠束
        6.3.4 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的計(jì)算
        6.3.5 金屬交聯(lián)的DNA膠束探針
        6.3.6 銅交聯(lián)的雙鏈DNA膠束
    6.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝



本文編號：3734391