生物分子對納米粒子自組裝的調控研究

《生物分子對納米粒子自組裝的調控研究》是依託南京大學，由汪蓉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：生物分子對納米粒子自組裝的調控研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：汪蓉
• 依託單位：南京大學

項目摘要

實驗研究表明DNA的寡聚核苷酸可以定量吸附到納米粒子上。由寡聚核苷酸進行功能化的納米粒子可以用於DNA測定，也可以作為具有DNA特定的雜化性質的材料合成的組成單元。寡聚核苷酸功能化的納米粒子已經發展成為核酸，蛋白質的有力診斷手段，以及細胞內診斷和基因調節。但是作為功能化的納米粒子可以組裝成高度有序的巨觀材料的發展卻相對較慢。克服這樣的困難可以通過利用構築單元的'編碼'相互作用，一個非常重要的問題就是怎樣選擇這些基本的構築單元而形成理想的組裝結構。本項目將以DNA功能化的金納米粒子為模型，研究生物分子之間以及功能化納米粒子之間的相互作用，從不同的層次去提取該類體系的信息，進一步研究其自組裝，得到形成不同結晶構型的組裝體控制因素以及獲得不同組裝體的條件，為生物診斷以及組裝成具有特殊功能的材料提供可靠的理論依據。

結題摘要

寡聚核苷酸可以定量吸附到納米粒子上，可以用於DNA 測定，也可以作為具有DNA 特定的雜化性質的材料合成的組成單元。DNA-Au納米材料在生物診斷，醫學和生物感測領域有很廣泛的套用。通過DNA的鹼基互補作用來引導納米粒子進行自組裝的方法已成為獲得新型DNA-Au納米材料的重要途徑。利用DNA構築單元的“編碼”作用，運用改進的耗散粒子動力學模型研究了DNA分子修飾的納米粒子的自組裝以及不同納米粒子上的DNA配對的動力學過程。同時我們套用該模型研究了高分子修飾的納米粒子的自組裝，通過調節共聚物的組成以及納米粒子和高分子之間的相互作用，進而調控納米粒子的選擇性組裝在不同的聚合物聚集體中。自組裝的動力學過程將直接影響最後形成的自組裝形態，基於此我們研究了兩親性的共聚物高分子在溶液中形成不同形態的動力學過程，尤其是囊泡的形成。發現通過調節聚合物組成、親疏水比例以及聚合物濃度，可以調控囊泡的形成機理以及囊泡的性質。另外也研究了複雜嵌段共聚物的無序有效轉變、溶劑分子體積對兩親性嵌段高分子的自組裝的影響以及自由高分子鏈在柱狀高分子刷中的構象分布。上述的結果對於設計DNA等生物高分子調控納米粒子的自組裝具有重要作用，為生物診斷以及組裝成具有特殊功能的材料提供了可靠的理論依據。