基于DNA互补识别作用的金纳米颗粒层层自组装膜的制备与性质研究
本文选题:DNA + 金纳米颗粒 ; 参考:《东南大学》2016年硕士论文
【摘要】:纳米薄膜材料是指由尺寸在纳米级的颗粒构成的薄膜,或将纳米颗粒镶嵌于某种薄膜构成的复合膜,以及每层厚度均在纳米量级的单层或多层膜材料。其性能与颗粒尺寸、膜厚、表面粗糙度以及膜内部结构等因素相关。作为一类具有特殊结构的功能材料,其在电子学,生物学等领域有着广泛应用。基于此背景,我们采用层层自组装技术制备了金纳米颗粒与DNA的复合膜结构,该种复合膜有望具有特殊的力学性质,可应用于生物活性界面的构建。本文对这种膜的制备过程和结构与力学性质进行了初步研究,具体工作如下:1.使用Turkevith-Frens法,合成了稳定性高、重复性好的金纳米颗粒,并在表面成功修饰上了特定序列的巯基化DNA,通过电泳及紫外光谱研究了DNA包覆的金纳米颗粒的稳定性。2.借助于链接DNA,基于层层自组装方法,在基底上制备了表面致密均匀的金纳米颗粒多层膜。随着组装次数增加,颗粒膜的有序性随之提高,可形成有序阵列结构。研究发现这种多层膜只能稳定存在于缓冲液体系中,因此开发了一种溶胶-凝胶法包封颗粒膜,使其能稳定地保存在纯水中。3.由于柔性DNA分子的连接作用,所以DNA和金纳米颗粒构成的复合膜可能具有特殊的力学性质,可用多层弹簧振子模型进行描述。通过计算机仿真,定性模拟了颗粒膜的力学性质。提出一种使用超声波测量DNA-Au纳米颗粒多层膜力学性质的方法,比较了不同长度DNA构成的金纳米颗粒膜的力学性质。
[Abstract]:Nanocrystalline film material is a kind of thin film made up of particles of nanometer size, or a composite film composed of nano-particles embedded in a certain film, as well as a monolayer or multilayer film material whose thickness of each layer is in nanometer order of magnitude. The properties are related to particle size, film thickness, surface roughness and internal structure. As a class of functional materials with special structure, they are widely used in electronics, biology and other fields. Based on this background, the composite membrane structure of gold nanoparticles and DNA was prepared by layer-by-layer self-assembly technique. The composite membrane is expected to have special mechanical properties and can be used in the construction of bioactive interface. In this paper, the preparation process, structure and mechanical properties of this kind of membrane have been preliminarily studied. The specific work is as follows: 1. Gold nanoparticles with high stability and good reproducibility were synthesized by Turkevith-Frens method, and the specific sulfated DNA was successfully modified on the surface. The stability of gold nanoparticles coated with DNA was studied by electrophoresis and UV spectra. With the help of linked DNA and layer by layer self-assembly method, a dense and uniform gold nanoparticles multilayer film was prepared on the substrate. With the increase of assembly times, the order of the granular film increases, and the ordered array structure can be formed. It is found that the multilayer film can only exist stably in the buffer system. Therefore, a sol-gel encapsulated granular membrane is developed, which can be stably preserved in pure water. Because of the connection of flexible DNA molecules, the composite film composed of DNA and gold nanoparticles may have special mechanical properties, which can be described by multilayer spring oscillator model. The mechanical properties of granular film were qualitatively simulated by computer simulation. A method for measuring the mechanical properties of DNA-Au nanocrystalline multilayer films with ultrasonic wave was proposed. The mechanical properties of gold nanoparticles films with different lengths of DNA were compared.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O614.123;TB383
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,本文编号:1841760
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