超高真空条件下碱基与金属在Au(111)表面的相互作用

碱基是生命体中核酸的重要组成部分,用以携带遗传信息。碱基之间的互补配对行为在DNA和RNA的高保真复制过程中起到重要作用。除了碱基间的特异性识别,碱基分子与金属,盐类和一些小分子也可发生相互作用,特别是与某些金属原子或离子的相互作用会造成核酸的损伤,并可能进一步导致基因突变甚至诱发细胞的癌变。同时,基于DNA金属化形成的纳米器件逐渐成为纳米科技领域的研究热点。因此研究碱基与金属作用的现象和机制对于生物化学和纳米科学都十分重要。扫描隧道显微镜可以在实空间原子尺度下揭示纳米结构,密度泛函理论计算可以帮助确定反应机理。本文对近年来报道的利用以上两种方法在超高真空环境下碱基及其衍生物与碱金属、碱土金属和过渡金属的相互作用进行了介绍,总结了碱基与金属的作用位点及反应发生的机理,并进一步提出单原子尺度下的结构模型、可能的反应路径,进而揭示相互作用的本质。