基于表面力儀的sS-DNA薄膜吸附與力學特性研究.pdf

1、生物膜（尤其是DNA吸附膜）因其在仿生材料、納米器件、疾病診斷、生物傳感器等領域的廣泛應用而備受關注，納米技術的快速發(fā)展使得探索生物膜的結構、性質及應用前景成為可能。本文采用陽離子橋接方法與表面力儀技術系統(tǒng)性研究了云母表面單鏈DNA(ss-DNA)薄膜的吸附與力學特性。本文主要工作如下:
　　1、系統(tǒng)性研究了陽離子的價態(tài)、濃度、種類等因素對ss-DNA吸附膜形成及結構的影響，并分析了ss-DNA的吸附機理。研究表明，二價陽離子能有

2、效促進ss-DNA吸附形成薄膜，離子關聯(lián)效應是云母表面ss-DNA吸附的根本原因。二價過渡金屬離子有利于DNA吸附，非過渡金屬對吸附的促進作用較弱。ss-DNA膜對Co2+濃度特別敏感，而對Zn+濃度不敏感，是由于Zn2+擴散和DNA重排所致。
　　2、不同DNA濃度下云母表面形成的吸附膜結構不同。本文中50ng/μl是ss-DNA能形成致密吸附膜的最低濃度，100ng/μL時ss-DNA形成雙分子層或交聯(lián)構型。吸附膜越厚，表面間

3、的粘附力越小，該現(xiàn)象被認為與電荷屏蔽效應或空間位阻效應有關。
　　3、研究了云母表面ss-DNA膜的解吸附行為及機理。向溶液中添加一價鈉鹽時ss-DNA膜會發(fā)生解吸附現(xiàn)象。一價鹽濃度增加到二價的100倍時，ss-DNA膜能夠徹底解吸附。本文工作表明離子關聯(lián)效應的減弱導致了ss-DNA的解吸附現(xiàn)象。
　　4、研究了不同DNA堿基吸附膜的力學特性。研究表明:不同堿基吸附膜在表面排斥的初始間距、吸附膜結構及粘附強度等方面有較大區(qū)別

4、。
　　5、研究了高濃度一價鹽的固液界面特性及其對云母表面ss-DNA吸附行為的影響。研究表明:低濃度時Na+的水合作用不明顯，經(jīng)典理論能很好預測雙電層作用;高濃度Na+表現(xiàn)出明顯水合作用。1M濃度條件下云母表面吸附較少的ss-DNA分子，高濃度時云母表面出現(xiàn)鈉鹽的類固化現(xiàn)象，結晶析出顆粒物。
　　6、研究了仿生混合溶液中ss-DNA的吸附與力學特性。1∶1濃度比時，鈷、鈉離子混合液與鎂、鈉離子混合液都能促進ss-DNA吸附