论文部分内容阅读
由于DNA具有独特的序列可编程性、精确的碱基互补配对、单分散的分子量和明确的二级结构等性质,其作为一类优异的超分子构筑单元被广泛研究与应用。其中,两亲性的DNA嵌段共聚物,结合了DNA的性质和两亲分子微相分离的特性,在自组装领域表现出丰富的性质和功能。本文主要对DNA-有机高分子杂化体的组装行为、机理及在生物材料领域的应用进行了探索。 一、DNA-树状分子形成的尺寸均一的超分子纤维作为基础骨架。利用DNA的互补配对性质在纤维表面引入功能基团-甘露糖,构筑一类糖基功能化的多价作用的超分子纤维骨架,由于多价的甘露糖配体和大肠杆菌表面的受体的作用诱导大肠杆菌进行聚集。通过DNA链置换反应将多价的甘露糖替换下来,可以调控聚集的大肠杆菌发生解离。聚集和解离实验通过荧光共聚焦显微镜和透射电镜进行表征。 二、利用DNA碱基互补配对性质和PPO的温敏性,我们制备了两端是疏水、中间是亲水的coil-rod-coil的三嵌段共聚物,PPO-dsDNA-PPO。该杂化体在水相中的组装过程和最终的组装结构通过TEM、DLS、cryo-TEM等手段进行表征。在不同浓度或不同温度下可以形成不同尺寸的球形结构。基于实验结果,利用分子动态模拟法推测球形组装体的组装机理。 三、通过化学合成和对DNA的序列进行设计,在构成水凝胶的DNA组装结构中引入温度响应的高分子PPO,可以获得在网络骨架中含有温度响应性基元的DNA超分子水凝胶。在温度刺激,凝胶交联点拓扑结构基本不变,可控调节交联点之间的距离,影响凝胶的宏观力学性质。由于DNA骨架本身的刚性,这些疏水链段将不能聚集;结合DNA水凝胶对20000道尔顿分子量以下分子良好的通透性,利用这样的体系,我们可以精确地控制溶液中疏水链段的起始密度并保证其分散性,用来研究两亲高分子胶束的成核、生长机理。