利用DNA折纸术设计纳米结构的研究

摘要

DNA折纸术（DNA Origami）是近几年新提出的一种DNA自组装方法，在新兴的纳米研究领域中具有广阔的应用前景。但是目前使用的折纸结构大多数是用噬菌体M13mp18 DNA折叠而成的，它含有7249个碱基，合成的origami结构尺寸十分有限，很大程度上限制了人们组装功能基团的多样性和复杂性。本研究的目的就是利用Cadnano软件设计出较大规模的折纸图形，为纳米结构的扩增提供一条有效的途径。
　　利用Cadnano软件，我们成功地构造出带有榫头和榫眼的平面结构单元，它是由脚手架链M13mp18，与200多条特殊设计的订书钉链进行碱基配对得到的。根据DNA折纸术的编码性和可寻址性，在特定的位点加入发夹结构序列，其不与M13mp18的任何碱基配对，所以可将平面单元上特殊设计的字母凸显出来。通过这种方法，分别设计出了带有内蒙古农业大学首字母I、M、A、U的四个平面单元，然后相邻结构单元之间通过悬浮的DNA单链碱基互补配对，将四个平面单元组合到一起，榫头榫眼结构使他们之间的结合更加紧密，这成功的扩大了折纸图形的规模，在构建电子光学器件等多功能的纳米材料方面有广阔的应用前景。

目录

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摘要

缩略词表

1 引言

1．1 DNA相关知识

1．1．1 选择DNA的原因

1．1．2 DNA的结构介绍

1．1．3 关于DNA的相关操作

1．1．4 DNA的分析检测方法

1．1．5 DNA的成像工具

1．2 DNA折纸术的起源与基本原理

1．2．1 DNA折纸术的起源

1．2．2 DNA折纸术的基本原理

1．3 近几年国内外的研究进展

1．3．1 国外的研究进展

1．3．2 国内的研究进展

1．4 DNA折纸术的应用

1．4．1 利用折纸术组装纳米颗粒

1．4．2 利用折纸术组装蛋白质分子

1．4．3 利用折纸术设计芯片

1．4．4 利用折纸术研究单分子反应机理

1．4．5 利用折纸术与其他技术相结合

1．4．6 折纸术在萁他方面的应用

1．5 研究目的与意义

2 DNA折纸术的相关软件

2．1 软件的简单介绍及比较

2．2 图形设计举例

3 图形设计步骤

3．1 实验所用软件及所用DNA链

3．2 实验设计思路

4 实验设计结果

5 讨论

6 结论

7 展望

致谢

参考文献

附录

作者简介