DNA調控金納米粒子的組裝，生長及其應用.pdf

1、從二十世紀九十年代中期，兩個具有開拓性的實驗組同時提出DNA可以用來調控金納米粒子的組裝以后，該技術后續(xù)有著非常廣泛的應用。然而，該組裝技術中可控的參數(shù)單一，在實際的應用中具有一定的限制。為此，我們提出了一種利用動態(tài)的DNA分子機器推動金納米粒子組裝的策略。在這種新型的組裝技術中，金納米粒子的組裝需要經(jīng)過一系列的DNA鏈替換反應才能完成。經(jīng)過我們的實驗的認證，發(fā)現(xiàn)具有催化鏈效果的DNA鏈的濃度會影響金納米粒子的的組裝速率。讓我們更加震驚

2、的是:該技術能夠非常靈活的應用到構建雙組份的“與”“或”邏輯們。我們相信這種這種新技術的提出可以說是動態(tài)的DNA技術與無機納米技術的“橋梁”，后續(xù)將有廣闊的應用背景。
　　為了進一步的驗證我們利用DNA驅動的金納米粒子組裝技術的實用性，我們先專注于它在調控金納米粒子組裝速率上于傳統(tǒng)技術的差異。因為不同的應用領域都體現(xiàn)出納米粒子組裝速率的重要性。經(jīng)過反復的實驗，我們發(fā)現(xiàn)我們的新型組裝技術無論是否經(jīng)過“預先雜交”的處理都能夠使得金納米

3、粒子具有相對更快的組裝速率。而且在我們的組裝技術中存在多個可控參數(shù)，例如:復合鏈的濃度還有催化鏈的濃度。這些都將為我們在設計DNA診斷以及構建復雜的納米器件提供了基礎。
　　緊接著，我們將DNA驅動的金納米粒子組裝技術應用到單堿基突變(SNP)的檢測。結合理論的分析與實驗的驗證，我們確定了最優(yōu)的單堿基突變的檢測條件。我們的這種檢測方法相對于其他的檢測技術具有高效，無溫度依賴性，以及易于操作的特點。而且我們發(fā)現(xiàn)我們這種新型的檢測技術

4、不僅僅能夠高效率的實現(xiàn)任意位置上的單堿基突變檢測，同時可以用于各種類型的單堿基突變檢測，例如:堿基的突變，插入或缺失的檢測。在完成了所有條件的優(yōu)化以后，我們將該技術用到與乳腺癌相關的BRCA1基因的突變檢測。
　　盡管我們實現(xiàn)了在不同策略下DNA調控金納米粒子的組裝并且探索了一些可能的應用，但是上述的所有工作的基礎是在金納米粒子合成結束以后將DNA修飾上去。很顯然，這里并不涉及對金納米粒子的形貌的改變。據(jù)我們所知，調控納米粒子的生

5、長（特別是金納米棒的生長）對其后續(xù)的很多應用都具有極大的影響。我們發(fā)現(xiàn)編碼DNA的序列能夠高效的調控金納米棒的再生長以后的形貌，最終的形狀包括啞鈴狀，正八面體，以及對應的中間結構。通過動力學的研究發(fā)現(xiàn)兩種不同的生長路徑會得到截然不同的結構。最后我們發(fā)現(xiàn)充分利用DNA的可編程能力，例如:序列的共混以及特定的巰代磷酸化(PS)修飾，都能有效的調節(jié)最終的納米粒子形狀以及光學特性。如果PS修飾數(shù)目達到一定數(shù)量，最終納米粒子的表面等離子體共振吸收