生物有机分子的自组装及应用的AFM研究

作     者：姚勇 

作者单位：江西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪莉

授予年度：2009年

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：原子力显微镜 生物有机分子 自组装 

摘      要：1982年扫描隧道显微镜(STM)的发明使人们第一次能够从空间在原子尺度上来观察和研究物质世界。SPM在物理和化学领域取得了巨大的成功,不但能够观察表面原子结构成像,而且可以进行原子分子操纵和纳米结构加工。本文简要评述了扫描探针显微镜(SPM)技术的提出、发展及其在自组装体系中的研究应用。采用原子力显微镜(AFM)和光谱等方法对一些生物有机分子在不同表面的自组装结构进行了研究,主要结果如下: 1.研究了以脱氧核糖核酸(DNA)网络为模板构筑硫化镉纳米粒子,采用紫外分光光度计、荧光分光光度计、X射线衍射和原子力显微镜对纳米粒子进行了表征。AFM的实验结果表明,生成的硫化镉纳米粒子排列在DNA网络上,实现了一步合成和组装硫化镉纳米粒子。通过这种方法合成的硫化镉纳米粒子比在硫脲中直接合成粒径更小,并且分布更加均匀。通过调节DNA和镉离子浓度可以有效地控制硫化镉纳米粒子的尺寸,而且还可以通过改变实验条件使硫化镉纳米粒子沿着DNA链长成一条纳米线。 2.利用原子力显微镜(AFM)观察不同浓度、不同温度及不同离子强度的I型胶原蛋白溶液在云母和高定向热解石墨表面的自组装情况,实验发现浓度较低时,胶原蛋白在载体表面上只是简单的吸附,随着胶原蛋白浓度的不断增大,胶原蛋白发生聚集并形成纤维。另外,随着胶原蛋白所处环境如温度和离子强度的变化,吸附在云母表面的胶原蛋白的形貌也发生变化。 3.采用原子力显微镜研究了在云母表面上以聚苯胺盐酸盐为基底,聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和脱氧核糖核酸(DNA)之间以静电作用进行层层自组装构筑多孔纳米膜的形成过程及变化规律。结果表明采用本方法可以利用少量DNA溶液就可以构筑大规模、均一的DNA网络膜。引入PDDA后,解决了DNA分子易变性和降解的问题,提高了其稳定性。