DNA步行器是一種利用DNA分子作為構(gòu)筑元件設(shè)計(jì)制備的DNA納米機(jī)器,它可以在精心設(shè)計(jì)的一維軌道、二維軌道或者三維軌道進(jìn)行可控的機(jī)械運(yùn)動(dòng),執(zhí)行一系列復(fù)雜的操作。DNA步行器具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),例如無(wú)需人工干預(yù)即可自主完成規(guī)定任務(wù)、結(jié)構(gòu)可靠性以及系統(tǒng)高度可控性。由于其出色的能力,DNA步行器在生物傳感、分子計(jì)算、貨物運(yùn)輸、程序化合成、邏輯門設(shè)計(jì)等方面中具有巨大的應(yīng)用潛力。特別是基于納米材料的三維DNA步行器,其高的局部軌道濃度提高了步行器的運(yùn)行效率,有利于信號(hào)的快速釋放。提高DNA步行器的運(yùn)行持續(xù)性,增加其運(yùn)行步數(shù)有利于累積更多的信號(hào),從而增強(qiáng)DNA步行器作為生物傳感器的性能,提高其檢測(cè)靈敏度�；谝陨戏治�,設(shè)計(jì)了具有增強(qiáng)的持續(xù)運(yùn)行能力的新型DNA步行器,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于DNA步行器的熒光傳感器用于疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物的靈敏檢測(cè)。本文共分為兩章:第一章為緒論,主要概述了不同驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的DNA步行器的構(gòu)建以及DNA步行器在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用,并簡(jiǎn)要闡述了本論文中主要解決的科學(xué)問(wèn)題及研究?jī)?nèi)容。第二章構(gòu)建了一種軌道可再生的DNA步行器,并作為一種熒光傳感器用于伊波拉病毒的檢測(cè)。該DNA步行器由... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１光驅(qū)動(dòng)的ＤＮＡ步行器的運(yùn)行原理Ｉ＂１??１．１．２?ｐＨ驅(qū)動(dòng)的ＤＮＡ步行器??以ｐＨ為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)質(zhì)子化／去質(zhì)子化的反復(fù)刺激實(shí)現(xiàn)ＤＮＡ步行器的往復(fù)??

復(fù)該酶切反應(yīng)和??分支遷移進(jìn)而實(shí)現(xiàn)步行器在線性軌道上的連續(xù)行走。隨后，切口核酸內(nèi)切酶驅(qū)動(dòng)??的在二維平面勻速前進(jìn)的ＤＮＡ步行器被構(gòu)建出來(lái)，并通過(guò)原子力顯微鏡實(shí)時(shí)監(jiān)??測(cè)行進(jìn)步驟，清楚地展現(xiàn)出該步行器在機(jī)械運(yùn)動(dòng)方面的細(xì)節(jié)。??切口核酸內(nèi)切酶被用作大多數(shù)酶切反應(yīng)驅(qū)動(dòng)的ＤＮＡ步行器的驅(qū)動(dòng)力，同樣??被應(yīng)用于三維ＤＮＡ步行器的設(shè)計(jì)和構(gòu)建中。Ｌｉ課題組設(shè)計(jì)了一種在ＤＮＡ功能??化修飾的金納米顆粒（Ｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ，?ＡｕＮＰ）構(gòu)建的三維軌道上行走的ＤＮＡ??步行器｜｜５１。如圖１．４所示，首先利用直徑為２０?ｎｍ的ＡｕＮＰ密集地功能化上修飾??ｔ〇ｎａ?ｊ，’：丄?Ｉ〉??Ｉ?１?ｔ?Ｘ令丄ｄ??嚴(yán)?ＡｕＮＰ?ＡｕＮＰ??＾Ｐａｙｌｏａｄ?ｉ??Ｎｉｃｋｉｎｇ?ｅｎｄｏｎｕｃｌｅａｓｅ?＾??：＞？?－?ＡｕＮＰ?￣?—Ｊ???？？?ＡｕＮＰｒ－）??圖１．４?Ｎｉｃｋｉｎｇ內(nèi)切酶驅(qū)動(dòng)的ＤＮＡ步行器的運(yùn)行原理問(wèn)??有熒光基團(tuán)的ＤＮＡ單鏈構(gòu)建了三維軌道，同時(shí)ＡｕＮＰ上功能化了位置固定的單??足步行鏈。步行鏈與軌道鏈結(jié)合成雙鏈后，含有切口核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)的軌道??鏈在切ｎ核酸內(nèi)切酶的作用下被切割成兩部分，使得雙鏈的穩(wěn)定性下降，從而雙??鏈解離，釋放出ＤＮＡ步行鏈繼續(xù)沿著明確定義的三維軌道行走。同時(shí)，負(fù)載于??軌道鏈上的貨物隨著步行鏈沿軌道的行走而被釋放。該ＤＮＡ步行器將行走限制??４??

被切割產(chǎn)生兩段較短的序列片段，雙??鏈穩(wěn)定性下降，從而使得步行鏈從雙鏈上解離下來(lái)。解離下來(lái)的步行鏈繼續(xù)與下??一條軌道鏈雜交，在ＡＰＥ１的作用下開(kāi)啟周期性循環(huán)，直至整個(gè)軌道被消耗。該??ＤＮＡ步行器實(shí)現(xiàn)了內(nèi)源性酶提供驅(qū)動(dòng)力，最大程度地減少了外源性酶或其他能??改變細(xì)胞活力的物質(zhì)對(duì)細(xì)胞狀態(tài)的影響。??＼屬？，？七９??＾?ＡｕＮＰｓ?Ｗａｌｋｉｎｇ?ｓｔｒａｎｄ?Ｔｒａｃｋ?ｓｔｒａｎｄ??？Ｕｒａｃｉｌ?〇?ＡＰ?ｓｉｔｅ?Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ?％?ＵＤＧ?蠢?ＡＰＥ１??圖１．５?ＡＰＥｌ驅(qū)動(dòng)的ＤＮＡ步行器的運(yùn)行原理ｌ｜７】??與核酸內(nèi)切酶不Ｎ，核酸外切酶的作用原理是從核酸鏈的？端開(kāi)始，依次水??５??


本文編號(hào)：3461805