生物大分子調(diào)控銀納米材料的研究.pdf

1、銀納米材料，由于其特殊的光學(xué)、電子等性質(zhì)，被廣泛用于檢測(cè)、細(xì)胞成像及催化等領(lǐng)域。本文將利用DNA、蛋白等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，從納米尺度直接操控銀納米材料的合成，深入了解生物大分子調(diào)控機(jī)理，從而可控地調(diào)控其形貌和性質(zhì)，拓寬其在檢測(cè)、細(xì)胞成像等領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　首先，利用多形態(tài)DNA，i-motif、G四鏈體及雙鏈DNA為模板合成熒光銀團(tuán)簇，在中性環(huán)境下，以G四鏈體為模板合成的納米銀平均大小為22.12 nm，無(wú)熒光特性。I-mo

2、tif和雙鏈DNA為模板則合成了具有紅色和近紅外熒光特性的銀團(tuán)簇，熒光發(fā)射峰分別在638 nm和708 nm。DFT機(jī)理研究結(jié)果表明G-C或者 C-C堿基配對(duì)將會(huì)限制銀原子的聚集，從而阻止其形成較大的聚集體，在這個(gè)緊湊模式下，銀團(tuán)簇的高表面電荷將導(dǎo)致其擁有較強(qiáng)的熒光特性；然而對(duì)于G四鏈體，由于G-tetrad不能提供有效的堿基配對(duì)空間以限制銀團(tuán)簇的生長(zhǎng)，因此G四鏈體下的銀納米材料將會(huì)聚集成較大的沒(méi)有熒光特性的顆粒。
　　其次，利用

3、晶種法考察不同 DNA序列在銀納米顆粒生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)其形貌的影響。序列dA10和dT10可制備出八面體形貌的Ag_A10和Ag_T10，Ag_A10相比于Ag_T10而言，邊緣截?cái)喑潭容^輕；對(duì)于序列dC10，Ag_C10為四面體形貌；而對(duì)于dG10，Ag_G10仍然保持銀立方的形貌。同時(shí)通過(guò)紫外、XRD、SERS、暗場(chǎng)成像發(fā)現(xiàn)不同形貌的顆粒具備不同的光學(xué)性質(zhì)，且納米顆粒表面的DNA仍然保留生物識(shí)別能力，因此可應(yīng)用于后續(xù)的納米顆粒自組裝。最

4、后，詳細(xì)的機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)DNA傾向于穩(wěn)定Ag{111}晶面，不同堿基對(duì)納米銀親和力的不同使得納米顆粒表面的截?cái)喑潭炔煌腋籆和富G序列的二級(jí)結(jié)構(gòu)使得銀離子在納米顆粒表面的沉積速率不同，因此不同DNA序列合成出不同形貌的銀納米顆粒。
　　最后，利用天然蛋白wt-CRABP II和變異蛋白CKO-CRABP II為模板分別合成熒光銀團(tuán)簇，wt-CRABP II可以制備出具有3個(gè)銀原子的紅色熒光的銀團(tuán)簇，而CKO-CRABP II不能制

5、備出熒光銀團(tuán)簇。且質(zhì)譜和分子模型對(duì)比的結(jié)果表明，變異蛋白只除去了半胱氨酸，并沒(méi)有改變蛋白空腔的立體結(jié)構(gòu)，因此證明了半胱氨酸對(duì)熒光銀團(tuán)簇形成的重要性，即巰基氨基酸的重要性。隨后又以wt-CRABP II制備的熒光銀團(tuán)簇為傳感器，由于銅離子與銀之間的特異結(jié)合效應(yīng), AgNC@CRABP對(duì)銅離子檢測(cè)具有特異性和靈敏度，檢測(cè)下限可達(dá)到0.1μM，滿足環(huán)境保護(hù)對(duì)飲用水中銅離子檢測(cè)濃度1.3 ppm（20μM）的要求。同時(shí)這種綠色環(huán)保、生物友好的簡(jiǎn)