多肽、DNA与碳纳米管的相互作用

发布时间：2016-12-16 01:26

  本文关键词：混凝土损伤机理及饱和混凝土力学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《鲁东大学》 2012年

多肽、DNA与碳纳米管的相互作用

陈保栋  

【摘要】：随着纳米技术的出现和发展,对于现代医学中一些特殊诊断和治疗,纳米数量级药物技术显示出传统口服、注射无法比拟的准确性和有效性,生物医学、生物传感器等学科和技术正朝着纳米级、智能化、高精度方向发展。近年来作为纳米量级管道的碳纳米管被用来封装和输运各类药物分子、生物分子的研究作为热点领域引起了人们广泛的关注，碳纳米管-生物分子复合体系在医学诊断、药物输运、微观输运装置等方面发挥着更为广泛和重要的影响。虽然在理论和实验方面己经有了一些相关的研究,但碳纳米管与生物分子相互作用的微观机理还不是十分清楚，因此通过研究和总结生物分子和碳纳米管的相互作用规律,对于药理学、医学诊断、纳米输运具有重要的借鉴和指导意义。 本文研究了生物分子在碳纳米管内的封装和输运行为：利用分子动力学模拟研究了碳纳米管封装HRIP分子的微观机理，并实现了碳纳米管对生物分子的连续封装；通过拉伸分子动力学模拟研究了在外加水流速场下DNA在碳纳米管道中的输运机制和规律。 首先从分子数量级上研究了中性溶液环境中碳纳米管封装HRIP分子的动力学行为，成功实现了碳纳米管对HRIP分子封装，，在范德瓦尔斯相互作用两者最终能形成稳定的封装体系，通过对比(16,16)、(17,17)、(18,18)、(19,19)、(20,20)碳纳米管封装HRIP分子的效果，我们发现碳纳米管封装生物分子存在显著的管径效应,即对于HRIP存在最佳管径(17,17)的碳纳米管使封装效率最高,封装体系的稳定性最高,并且HRIP构象变化最小。 其次本文在（17，17）碳纳米管成功封装一个HRIP分子的基础上，实现了HRIP-碳纳米管复合体系对HRIP分子的连续封装，连续封装生物分子用时更少且不会导致HRIP分子发生明显的构象变化。 最后本文首次研究了水流速场下ssDNA分子在碳纳米管中的输运过程。从微观角度分析了水流速场下ssDNA分子在碳纳米管中的推动和阻碍机制，通过拟合不同管径碳纳米管中ssDNA分子的输运时间与水流速场强度的数据，得出了水流速场下ssDNA分子在碳纳米管道中的输运规律表达式。 本文通过对以上体系的模拟计算和对这些微观过程机理、规律的分析与总结，希望能为碳纳米管在生物分子、药物分子的封装和输运领域提供有价值的支撑理论，为设计和改进以碳纳米管为载体的新型生物材料、纳米疾病检测装置、药物传输系统、生物纳米通道提供潜在的应用信息，推进以碳纳米管作为载体的应用技术在各个方面的发展。

【关键词】：
【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB383.1
【目录】：

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