【摘 要】
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二十一世纪的生命科学与纳米技术一直在协同发展。不断改进的纳米技术为生物领域注入了无限的可能性。随着这两项科学技术的发展,人们对生命科学的研究已深入到纳米层次,新型的纳米材料如纳米管,纳米线,纳米团簇等被用作生物分子的吸附剂和缀合物等,用以实现对其功能的改善和优化,如药物的运输,量子点的修饰,结合生物分子在体内作为探针,设计自组装的微观功能平台等。本文利用密度泛函理论（DFT）系统,研究了腺嘌呤（A
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二十一世纪的生命科学与纳米技术一直在协同发展。不断改进的纳米技术为生物领域注入了无限的可能性。随着这两项科学技术的发展,人们对生命科学的研究已深入到纳米层次,新型的纳米材料如纳米管,纳米线,纳米团簇等被用作生物分子的吸附剂和缀合物等,用以实现对其功能的改善和优化,如药物的运输,量子点的修饰,结合生物分子在体内作为探针,设计自组装的微观功能平台等。本文利用密度泛函理论（DFT）系统,研究了腺嘌呤（Adenine）,鸟嘌呤（Guanine）,胞嘧啶（Cytosine）,胸腺嘧啶（Thymine）以及RGD三肽（Arg-Gly-Asp）与四面体Au20团簇（以下用Au20代替四面体Au20）的相互作用。首先对Au20,四种碱基以及RGD三肽进行几何结构优化和频率计算,得到无虚频的稳定结构。在最稳定结构基础上进行结构参数、吸附能、态密度、能隙、电荷转移等分析得出初步结论,再运用分子中原子理论分析（QTAIM）、自然键轨道分析（NBO）以及光谱分析等方式进一步验证分析结果,判断四种碱基、RGD三肽与Au20是否存在相互作用,以及相互作用的类型。本文通过理论计算,优化碱基及RGD三肽与Au20的吸附构象,分析吸附距离,复合物能隙,电导率变化等参数得到以下结论:（1）气相环境下腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）与Au20存在较大吸附能。在水溶剂环境下,虽然它们与Au20之间的吸附能都显著减小,但它们的大小顺序不变,依然是胞嘧啶最大,其次腺嘌呤,再次鸟嘌呤,最小的是胸腺嘧啶;（2）腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶的吸附,没有引起Au20结构上的明显改变,只让复合物的能隙有较大的变化,体系的电导率的因此发生明显的改变,而胸腺嘧啶因为Au-O吸附模式,能隙变化较小,电导率改变较小;（3）RGD三肽在与Au20面位吸附构象下与天冬氨酸侧产生强吸附,极可能产生共价键,为以后在生物体内的癌症靶向成像和治疗提供理论基础。最后通过模拟红外光谱分析对两种体系下的红外振动模式进行研究,期望得到的模拟结果对以后的实验提供一定的理论支持。
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