生物膜(尤其是DNA吸附膜)因其在仿生材料、纳米器件、疾病诊断、生物传感器等领域的广泛应用而备受关注,纳米技术的快速发展使得探索生物膜的结构、性质及应用前景成为可能。本文采用阳离子桥接方法与表面力仪技术系统性研究了云母表面单链DNA(ss-DNA)薄膜的吸附与力学特性。本文主要工作如下:1、系统性研究了阳离子的价态、浓度、种类等因素对ss-DNA吸附膜形成及结构的影响,并分析了 ss-DNA的吸附机理。研究表明,二价阳离子能有效促进ss-DNA吸附形成薄膜,离子关联效应是云母表面ss-DNA吸附的根本原因。二价过渡金属离子有利于DNA吸附,非过渡金属对吸附的促进作用较弱。ss-DNA膜对Co2+浓度特别敏感,而对Zn2+浓度不敏感,是由于Zn2+扩散和DNA重排所致。2、不同DNA浓度下云母表面形成的吸附膜结构不同。本文中50 ng/μl是ss-DNA能形成致密吸附膜的最低浓度,100ng/μL时ss-DNA形成双分子层或交联构型。吸附膜越厚,表面间的粘附力越小,该现象被认为与电荷屏蔽效应或空间位阻效应有关。3、研究了云母表面ss-DNA膜的解吸附行为及机理。向溶液中添加一价钠盐时ss-DNA膜会发生解吸附现象。一价盐浓度增加到二价的100倍时,ss-DNA膜能够彻底解吸附。本文工作表明离子关联效应的减弱导致了 ss-DNA的解吸附现象。4、研究了不同DNA碱基吸附膜的力学特性。研究表明.:不同碱基吸附膜在表面排斥的初始间距、吸附膜结构及粘附强度等方面有较大区别。5、研究了高浓度一价盐的固液界面特性及其对云母表面ss-DNA吸附行为的影响。研究表明:低浓度时Na+的水合作用不明显,经典理论能很好预测双电层作用;高浓度Na+表现出明显水合作用。1M浓度条件下云母表面吸附较少的ss-DNA分子,高浓度时云母表面出现钠盐的类固化现象,结晶析出颗粒物。6、研究了仿生混合溶液中ss-DNA的吸附与力学特性。1:1浓度比时,钴、钠离子混合液与镁、钠离子混合液都能促进ss-DNA吸附;1:10浓度比时只有钴、钠离子混合液能促进ss-DNA吸附成膜。本文认为一、二价离子间的竞争效应强弱是ss-DNA能否吸附的根本原因。