以DNA为模板构造苯胺-DNA复合物纳米线和聚苯胺纳米导线

在溶液中, 以DNA为模板构造出了线性的苯胺-DNA复合物纳米线. 用压缩气流将得到的复合物纳米线拉直并固定到云母基底上. 用原子力显微镜(AFM)可观察到形貌规整的苯胺-DNA复合物纳米线. 苯胺单体在溶液中能从各个方向上组装到DNA分子上, 从而使DNA模板分子的表面包裹了一层苯胺. 以苯胺-DNA复合物纳米线为前驱体通过进一步化学氧化聚合得到了以DNA为模板的聚苯胺纳米导线.     

使用原子力显微镜观察DNA与PEI的层层自组装过程

选择了DNA与聚乙烯亚胺(PEI)进行相互作用,使用AFM直观地观察DNA与PEI层层自组装时其分子形貌的变化过程,总结了自组装过程中薄膜表面粗糙度的变化规律.同时详细地分析了离子浓度、DNA浓度、基底和固定方法对层层自组装膜的影响,以此来探讨DNA与PEI之间的相互作用机理.研究结果表明上述因素都会对膜的形貌产生影响,其中以云母作为基底,PEI处理基底表面后,再进行交替组装时,膜的表面粗糙度变化呈现出锯齿状的增长趋势,而用其他方法会影响膜的形貌以及粗糙度的变化规律.     

液体环境单分子免疫球蛋白G的原子力显微镜高分辨成像

原子力显微镜技术( AFM)具有纳米级高分辨成像能力,是研究生物大分子结构和功能的重要工具之一。制备合适的样品是获取高分辨成像的关键要素。本研究结合DNA折纸技术,将抗原分子修饰在DNA折纸上,通过分子识别作用,抗体分子与抗原分子特异性结合,形成由DNA折纸和抗原抗体复合物构成的纳米结构。利用DNA折纸在云母表面上的吸附特点,使得抗体分子选择性地吸附在衬底表面上,由此获得了液体环境中的单个地高辛抗体免疫球蛋白G( IgG)分子的“Y”超微结构形貌。本方法简单、方便,为AFM在单分子水平上检测和表征生物分子结构和功能提供帮助。     

CTAB在云母表面吸附的AFM研究

应用原子力显微镜技术(AFM)对十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)在云母表面的吸附行为进行了研究. 结果表明在2 cmc的CTAB溶液中, CTAB分子在云母表面的吸附经历了从胶团→圆柱形→层状膜结构形貌的转变; 在0.5 cmc的CTAB溶液中, 表面活性剂分子在云母表面形成层状膜结构, 没有明显的结构转变; 同时CTAB分子在云母表面的吸附和云母表面脱落的周期性现象也被观察到.     

铬(Ⅵ)-谷胱甘肽配合物诱导小牛胸腺DNA变性的新表征方法

本文采用电化学方法对铬(Ⅵ)-谷胱甘肽(GSH)配合物诱导DNA变性进行表征,同时运用原子力显微镜(AFM)对DNA损伤变性过程进行可视化探测.结果表明:在pH=5.6的HAc-NaAc缓冲溶液中,DNA溶液中加入Cr(Ⅵ)-GSH配合物后进行循环伏安扫描,+0.20 V和0.00 V(vs SCE)处出现一对新的氧化还原峰,该氧化还原峰随Cr(Ⅵ)-GSH配合物浓度增加峰电流上升.DNA热变性和表面活性剂SDS变性实验进一步证明了该峰为DNA变性后的氧化还原峰,且变性DNA的峰信号在修饰电极上比裸金电极上更为灵敏.电化学动力学表明在30 min内配合物诱导DNA变性的程度随时间的上升而增加,并通过AFM观察了配合物作用下DNA断链的过程.     

铬(VI)-谷胱甘肽配合物诱导小牛胸腺DNA变性的新表征方法

本文采用电化学方法对铬(VI)-谷胱甘肽(GSH)配合物诱导DNA变性进行表征，同时运用原子力显微镜(AFM)对DNA损伤变性过程进行可视化探测。结果表明：在pH=5.6的HAc-NaAc缓冲溶液中，DNA溶液中加入Cr(VI)-GSH配合物后进行循环伏安扫描，+0.20 V和0.00 V(vs SCE)处出现一对新的氧化还原峰，该氧化还原峰随Cr(VI)-GSH配合物浓度增加峰电流上升。DNA热变性和表面活性剂SDS变性实验进一步证明了该峰为DNA变性后的氧化还原峰，且变性DNA的峰信号在修饰电极上比裸金电极上更为灵敏。电化学动力学表明在30 min内配合物诱导DNA变性的程度随时间的上升而增加，并通过AFM观察了配合物作用下DNA断链的过程。     

云母表面吸附烷基伯胺对其疏水性的影响

矿物表面的疏水性受吸附在其表面的表面活性剂的影响,进而影响矿物的浮选行为.本文通过表面接触角测量、原子力显微镜(AFM)观测以及密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟计算,研究了吸附在云母表面的烷基伯胺的链长对其疏水性的影响.通过比较氧密度和氢键数量分布,发现每个水分子在碳氢链尾端和水相接触的界面上相对于在体相中形成氢键的能力有所降低,而吸附烷基伯胺的云母由亲水性转化为疏水性.研究结果还表明,在单分子层吸附状态下,吸附十八胺的云母的疏水性比吸附十二胺的云母的疏水性要强,且由于十八胺的临界半胶束浓度(HMC)要远低于十二胺,十八胺更易在云母表面形成多层吸附,证明烷基伯胺的碳链越长,其对云母表面疏水性改善的能力越强.实验结果与理论计算结果吻合良好.     

DNA共价结合在化学修饰云母片上的AFM研究

原子力显微镜(AFM)自1986年发明以来,已经成为生物学研究领域中的一个有效工具,尤其在核酸及其它生物大分子结构方面的应用已成为普遍关注的热点.原子力显微镜要求基底达到原子级平整,硅片和玻璃表面的起伏很大,因而原子级平整的云母具有重要的价值.     

基于纳米操纵技术的单分子DNA分子手术:切割、拾取及连接酶分子传递

该文利用一种基于原子力显微镜(AFM)抬高模式(Lift mode)的"逐线反馈纳米操纵"技术成功地进行了DNA单分子水平上的切割、拾取及连接酶分子的传递,系统地完成了DNA的分子手术。在切割和拾取过程中,以PBR322/Pst I DNA为研究对象,进行了单分子水平上的切割,实验发现由于DNA分子本身弹性,切割过程极易出现切割端变粗的现象。在分子传递过程中,分别以T4 DNA连接酶和小牛胸腺组蛋白分子为研究对象,实现针尖和基底表面之间的分子传递。同时通过控制针尖运动成功获得连接酶分子点阵排列及小牛胸腺组蛋白方块状纳米结构。结果表明利用此操纵方法可以获得很高的精确度,切割DNA时的空间精确度小于5 nm。系列单分子水平上的分子手术的整合为实现单分子水平上生化反应,甚至构造智能机器提供了可能。     

石墨烯的纳米摩擦与磨损性质

采用乙醇溶剂剥离的方法制备石墨烯. 通过对溶剂温度、超声时间、超声功率和溶剂离心速度及时间的控制, 从高定向热解石墨(HOPG)制备得到少层石墨烯. 用原子力显微镜(AFM)研究了云母基底上不同层数石墨烯在真空中的纳米摩擦过程, 发现从约4 个原子单层(4 ML)起, 摩擦系数基本不再变化, 但摩擦力仍随着厚度的增加而显著减小, 7 ML之后, 其摩擦系数基本接近于零. 在磨损实验中, 少层石墨烯表面存在刮坏的现象,且不同厚度的石墨烯的磨损现象明显不同, 其中2 ML石墨烯相比4 ML石墨烯表现出较好的耐磨损性能, 且不具有摩擦方向依赖性. 测试了真空下少层石墨烯和云母表面的粘附力, 发现不同层厚的石墨烯相差不大, 因此认为基底效应并不是磨损性质差异的主要原因. 相对于单层石墨烯, 少层石墨烯在抗磨损涂层等领域有着很大的潜在应用价值.     

快速检测Fenton反应诱导DNA损伤的电化学DNA传感器研究

利用带正电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和带负电荷的小牛胸腺双链DNA(CT-dsDNA)之间的静电吸引作用,将其层层组装到玻碳电极表面,制成电化学DNA传感器,并利用电化学和原子力显微镜(AFM)方法与对DNA的组装进行了表征。以Ru(bpy)23+作为电化学催化剂,检测DNA的损伤,考察了电极在Fenton试剂中的温育时间以及Fenton试剂的浓度对DNA损伤程度的影响。实验表明,Fe2+与H2O2共存时,温育15 min即可较大程度地对DNA造成损伤,且可以检测到的Fenton试剂浓度为5.0×10"5mol/L Fe-SO4/2.0×10"4mol/L H2O2。本方法具有灵敏度高、重现性好等优点。     

质粒DNA的阴离子交换色谱法纯化及内毒素去除

采用Fractogel EMD TMAE(M)强阴离子交换介质分离纯化质粒脱氧核糖核酸（DNA）,该介质对质粒DNA的动态载样量达0.62 mg/mL。用Triton X-114或Triton X-100预先处理质粒DNA的裂解澄清液后,经阴离子交换色谱分离纯化获得的质粒DNA中内毒素含量分别为6.42 EU/mg和9.50 EU/mg,显著低于未经Triton处理的裂解澄清液（67.82 EU/mg）。该法实现了阴离子交换色谱一步纯化质粒DNA的目的,具有简便、省时、成本低等特点。     

含C60的聚电解质自组装膜微摩擦性能的研究

通过自由基引发溶液聚合反应,合成星状C₆₀-苯乙烯-丙烯酸聚合物,其钠盐作为高聚物负离子,与高聚物正离子的重氮树脂在云母上自组装成膜,利用紫外光照射反应,使膜层间连接的离子键转化成共价键.用原子力显微镜(AFM)和摩擦力显微镜(FFM)研究了不同链长和不同层数自组装膜的表面形貌及微摩擦性能.     

镍邻菲绕啉对DNA固定作用的原子力显微镜表征

原子力显微镜 ( AFM)自 1 986年发明以来得到了广泛的应用和发展 [1,2 ] ,成为众多研究领域中的强有力工具 ,并为其它的研究技术提供了良好的互补手段 .DNA是 AFM首次研究的生物样品之一 ,它使人类首次观察到 DNA分子的原始形貌 ,并实现了接近生理条件下的操作 ,使得随时监测生物大分子的生化反应过程成为现实 [3,4 ] .在 DNA的 AFM研究中 ,样品的制备是其关键 .以阳离子 (如 Mg2 + ,Ba2 + ,Mn2 +和 Ca2 +等 [5] )固定法较为常见 ,其操作简单 ,固定效果好 ,基底效应小 ,但也有一定的局限性 ,如存在限制性内切酶时 ,这些简单离子会…     

表面氧化外延制备钇系涂层导体隔离层

采用表面氧化外延(SOE)方法, 在金属基底上研制NiO隔离层. 通过研究温度、时间等工艺参数对形成立方织构NiO的影响, 摸索出一套可获得单一、尖锐的立方织构NiO, 重复性好, 适合于长带发展的工艺技术. 同时研究了金属基带的表面状态、织构取向对NiO(100)表面的影响. X射线极图观测可直观地看到单一的立方织构, φ扫描检测其半高宽(FWHM)均为7.5°. 扫描电镜观察NiO(100)膜层表面形貌, 无裂纹且较为致密.     

利用LB技术采用循环压缩方法在不同基底表面制备FePt纳米粒子单层膜

利用LB(Langmuir-Blodgett)技术, 采用循环压缩的方法在不同基底表面上制备FePt纳米粒子单层膜, 采用TEM和AFM等技术手段对其表面形貌进行表征. 研究结果表明, 采用循环压缩的方法可以大大提高单层膜的均匀性和致密性, 并且在不同的基底表面其成膜性能具有较大的差异.     

硫化镉量子点-纳米金复合颗粒电化学发光传感器研究DNA的损伤

采用电化学发光方法研究了全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)对DNA的损伤。结合量子点(Quantum dots,QDs)及纳米金(Nano gold,NG)颗粒的独特性能,制备了量子点-纳米金复合颗粒。将小牛胸腺DNA(ct-DNA)修饰在玻碳电极表面,然后修饰量子点-纳米金复合颗粒,构建了基于纳米金的量子点电化学发光传感器,研究了纳米金对量子点发光强度的增强作用,并利用该传感器进一步研究了PFOA对ctDNA的损伤作用。采用原子力显微镜(AFM)及X射线光电子能谱(XPS)技术对修饰电极的表面形态进行表征。实验结果表明,与单一的量子点电化学发光传感器相比,纳米金-量子点复合物电化学发光传感器的发光强度增大了近4倍。同时,ct-DNA经PFOA温浴作用后,电化学发光强度发生显著降低,表明PFOA导致了ct-DNA损伤。     

DNA在碳纳米管表面的固定、表征及损伤的电化学检测

将DNA通过PDDA [poly(dimethyldiallylammonium chloride)]固定在单壁碳纳米管(CNT)表面, 形成DNA-PDDA-CNT纳米复合体, 用AFM、UV-Vis、Raman光谱及交流阻抗对其进行了表征. 用伏安法研究了1-苯基偶氮-2-萘酚(PN)与固定在CNT表面的DNA的相互作用, 结果表明PN与DNA的作用方式为嵌入作用;并且, PN能用作电化学检测DNA化学损伤的探针分子. 本文电化学检测DNA损伤的优点在于PN的氧化还原式量电位E⁰'≈0.1 V (vs. SCE, pH 5.5), 能有效降低其它电活性物质对DNA损伤电化学检测的干扰.     

Gemini表面活性剂(12-6-12)和DNA的相互作用

应用紫外光谱、荧光探针、zeta 电位、动态光散射和凝胶电泳等方法探讨了阳离子gemini 表面活性剂C₁₂H₂₅N⁺(CH₃)₂―(CH₂)₆―(CH₃)₂N⁺C₁₂H₂₅·2Br^-(12-6-12)与DNA之间的相互作用. 研究结果表明, 与传统表面活性剂相比, 偶联表面活性剂特殊的分子结构使其与DNA的作用更强烈. DNA引导表面活性剂在其链周围形成类胶束结构, 开始形成类胶束时对应的表面活性剂临界聚集浓度(CAC)比纯表面活性剂临界胶束浓度(CMC)低两个数量级. CAC与DNA的浓度无关, 而与表面活性剂之间的疏水作用以及表面活性剂与DNA之间的静电吸引作用密切相关. Zeta 电位和凝胶电泳结果显示了DNA链所带负电荷逐渐被阳离子表面活性剂中和的过程. 借助原子力显微镜(AFM)成功观察到了松散的线团状DNA, 球状体随机地分散在DNA链上形成类似于串珠的结构、尺寸较大的球形复合物以及其由于吸附多余的表面活性剂重新带正电而被溶解得到的较小DNA/12-6-12聚集体. 圆二色(CD)光谱结果显示, 12-6-12可以诱导DNA的构象发生改变.     

B掺杂SWCNT表面吸附DNA碱基的理论研究

采用基于密度泛函理论的LDA (PWC)方法对比研究了纯单壁纳米碳管(SWCNT)和B掺杂单壁碳纳米管(B doped SWCNT)表面吸附DNA碱基(腺嘌呤)A、(胸腺嘧啶)T、(胞嘧啶)C、(鸟嘌呤)G的吸附特性和本质, 计算研究了最佳吸附位点, 吸附能, 以及稳定吸附模型的电子结构. 结果表明掺杂元素B的引入不会造成SWCNT的结构畸变, 可以局部影响碳纳米管的电子结构, 有效增强SWCNT与DNA碱基之间的电子相互作用, DNA碱基以化学吸附的形式修饰在B掺杂SWCNT的表面. 研究结果预示B掺杂SWCNT表面修饰DNA碱基有潜力成为DNA生物传感器生物识别界面的主要成分.