基于DNA功能纳米结构的生物传感及分子逻辑电路研究

发布时间：2024-07-05 00:51

　　DNA的结构具有多样性,除了广为人知的双螺旋结构,科学家们通过体内发现和体外筛选获得了更为多样的DNA结构类型,如三链DNA、DNA十字叉结构、G-四链体结构、i-motif四链结构以及各种脱氧核酶、DNA适配体等特有的三维立体结构。这些特殊的结构具有一定的功能,例如,脱氧核酶和DNA适配体的特殊序列,通过分子内的氢键、碱基堆叠作用、静电相互作用以及金属离子配位作用等,形成特定空间结构而表现出催化活性或者识别能力。除了这些体内发现和体外筛选获得的功能DNA纳米结构,还可以利用结构DNA纳米技术使DNA通过碱基互补配对自组装成具有可控形状和尺寸的DNA纳米结构。这些自然界存在的以及人工创造的DNA结构,为构建具有广阔应用前景的基于DNA的纳米器件提供了基础。一方面,利用这些功能DNA纳米结构的构象转换,可发展新传感原理,用于金属离子、小分子、生物大分子、病毒和细胞等一系列目标物的分析检测;另一方面,各种自组装DNA纳米结构也为基于DNA的智能纳米器件的构建提供了全新的平台。基于以上两个方面的考虑,我们利用DNA发夹结构、G-四链体结构、DNA杂交体等功能DNA纳米结构的独特性质,发展免标...

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1（a）双链DNA分子中的一小段结构

图1.1（a）双链DNA分子中的一小段结构。（b）DNA分子双螺旋结构图解。DNA的中文全称是脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid），是多个脱氧核苷酸的聚合物。如图1.1所示，核苷酸包含三部分：一分子脱氧核糖（戊糖）、一分子磷酸和一分子含氮碱基....

图1.2多样的DNA二级结构：（a）简单双链；（b）发夹结构；（c）三链体结构；（d）

图1.2多样的DNA二级结构：（a）简单双链；（b）发夹结构；（c）三链体结构；（d）-四链体结构；（e）i-motif四链体结构。以上所述各种DNA螺旋结构的稳定性由多种因素决定，从内因上讲，主要包括氢键、碱基堆积力和熵的贡献，外因则包括温度和盐浓度等。当两条单链....

图1.3（a）凝血酶DNA核酸适配体TBA-15的晶体结构示意图

博士学位论文exponentialenrichment,SELEX）技术从人工合成的随机寡核苷酸序列文库中筛选得到。1990年，美国的Szostak[15]与Gold[16]两个研究组各自独立提出了SELEX技术。核酸适体既可以是RNA也可以是DNA。相比于D....

图1.4（a）Ce3+依赖的具有RNA切割作用的脱氧核酶Ce13d

化活性的RNA[12]。这些发现改变了生物体内所有的酶都是蛋白质的传统观念。随着研究的深入，Cech等发现，RNA分子具有催化功能是因为它们会形成特征的三维结构。随后，Cech等测定了这些核酶的催化活性部位。SELEX技术建立后，研究者得到了大量的人造核酶。1994年....

本文编号：4000783