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与传统表面活性剂相比,Gemini表面活性剂具有较低的临界胶束浓度、较高的表面活性、较低的C20值,具有良好的润湿、加溶、起泡及钙皂分散作用等。DNA作为一种阴离子电解质可以与阳离子Gemini表面活性剂发生静电作用。本文主要通过LB膜技术、原子力显微镜、傅里叶红外光谱、红外反射吸收光谱以及圆二色光谱等研究了季铵盐型阳离子Gemini表面活性剂(18-s-18)与DNA(双链DNA-dsDNA和单链DNA-ssDNA)之间的相互作用。18-s-18与ssDNA在界面上主要形成液态扩张膜,本文考查了连接基团对π-A等温线的影响。结果表明,复合体系的分子面积随着连接基团的增加而增加,s=10时达到最大值。这主要是由于当s<6时连接基团呈短棒状、平躺于界面,当s≥6连接基团的柔性和疏水性增强,在气/液界面上呈拱形甚至倒U型结构。利用红外光谱研究了18-s-18/ssDNA和18-s-18/dsDNA体系中DNA的构型。结果显示,气/液界面上18-s-18/ssDNA和18-s-18/dsDNA复合单分子膜中DNA的构型分别是单链DNA和双螺旋DNA；转移到基片后,双螺旋DNA中规整的碱基堆积遭到破坏,结构发生扭曲、变形,导致碱基中C=O吸收发生红移,但它仍然具有双链结构。利用圆二色光谱探讨了湿度对Gemini/dsDNA复合膜中DNA构型的影响。结果发现,当相对湿度为85%时,18-3-18/dsDNA和18-6-18/dsDNA复合膜中的DNA仍呈B型结构；当相对湿度降低为15%时,CD光谱中只出现了一个峰强更强的负峰,这说明dsDNA在复合膜中形成了左手螺旋的三级结构ψ-相,DNA分子紧密的堆积在一起形成高度致密的结构。另外,在18-8-18/dsDNA复合体系的LB膜中,DNA分子即在侧向聚集,不易形成三级结构,因此在相对湿度较低的情况下,仍然是以B类构型存在的。本文研究了DNA单双链对18-s-18/DNA复合膜性质的影响,利用AFM考查了复合体系的LB和LS膜的形貌。LS膜可获得复合膜上表面和下表面的信息而LB膜可探讨液流对其结构的影响。在18-s-18/dsDNA和18-s-18/ssDNA体系中,dsDNA和ssDNA分子并不是平躺于气/液界面上,而是呈“┒或┎”状排列的。当转移到LB膜中后,DNA分子发生了不同程度的卷曲、团聚,复合膜中纤维结构的高度达7-10 nm。