DNA介導碳納米管可逆自組裝研究.pdf

1、碳納米材料,作為一種新型的碳材料,其發(fā)現(xiàn)和制備不過短短數(shù)十載,卻引起了無數(shù)科學工作者的廣泛關注。因為碳納米材料除具有納米材料共有的表面效應、體積效應和量子尺寸效應等性能外,還具有獨特的力學、電學等許多優(yōu)越性能,使得碳納米材料在光學、電學、磁學、傳感、生物醫(yī)學等諸多方面具有巨大的潛在應用前景,吸引著越來越多的人投身于碳納米材料的研究中。其中,單壁碳納米管更是被譽為21世紀最有前途的材料。納米材料的獨特性能是由納米材料的尺寸、形狀、組分、晶

2、型和聚集結構決定。然而,單壁碳納米管管間的強分子作用力使其易團聚、難溶解于各種溶劑,導致它的實際應用受到了嚴重制約。因而,通過納米材料功能化,可逆自組裝等手段有效控制納米材料尺寸形貌的方法顯得尤為重要。目前文獻已報道了許多通過共價和非共價修飾碳納米管從而達到碳納米管功能化和自組裝目的的方法?？赡孀越M裝單壁碳納米管方法為構建多維納米器件提供了可能性,但是相關研究報道依然很少。這主要受限于缺乏誘導單壁碳納米管可逆自組裝的合適材料。
　

3、　 本文針對這一問題,基于DNA介導,實現(xiàn)了光照或pH調控單壁碳納米管的可逆自組裝。具體內容包括：⑴單鏈DNA與碳納米管在水溶液中的相互作用研究。單壁碳納米管對熒光基團有很強的猝滅能力,猝滅效率可達95％以上。單鏈DNA可通過π-π堆積作用與單根單壁碳納米管表面有強吸附作用,熒光標記的單鏈DNA纏繞于單壁碳納米管表面,并使其熒光猝滅。表面活性劑同樣也可吸附在單壁碳納米管表面。因此,利用表面活性劑、單鏈DNA對單壁碳納米管的競爭作用,可

4、以使熒光標記的單鏈DNA從單壁碳納米管表面解吸,熒光恢復。通過不同表面活性劑對DNA/單壁碳納米管自組裝熒光恢復程度不同,表征不同表面活性劑對DNA/單壁碳納米管自組裝影響強弱。⑵DNA介導光控碳納米管可逆自組裝研究。通過光調控偶氮苯修飾DNA及其互補DNA的雜交-解離過程,光可逆控制單壁碳納米管在水溶液中的自組裝。因此,修飾偶氮苯的單鏈DNA和其互補DNA分別纏繞于單壁碳納米管上,混合的DNA/單壁碳納米管復合物在可見光照射下,反式的

5、偶氮苯修飾DNA與互補DNA雜交,拉近DNA/單壁碳納米管間的距離,單壁碳納米管團聚；在紫外光照射下,順式的偶氮苯修飾DNA與互補DNA解鏈,DNA/單壁碳納米管間距離增大,單壁碳納米管分散。⑶核酸三鏈介導pH調控碳納米管可逆自組裝。單鏈DNA通過π-π堆積作用與單根單壁碳納米管表面有很強的吸附作用。核酸三鏈結構的形成-解離可通過變化pH值調控。因此,形成核酸三鏈結構的兩條DNA分別纏繞于單壁碳納米管上,通過pH值變化(一般為5.0-8