DNA和微生物模板合成纳米材料及其应用研究

论文摘要

随着社会科技的进步,纳米材料的应用范围也越来越广泛,相应的许多纳米材料的合成研究及其特性的测定已取得了显著的进展。纳米材料的合成方法有很多种,当前主要是采用物理方法,化学方法以及这两种方法衍生出来的复合方法,但是目前这些制备方法多数条件苛刻,产量低,还容易造成环境污染,所以需要寻找一种绿色的新型合成途径,因此资源丰富、廉价易得、环保、而且构型独特丰富、形貌重复性高的生物模板合成方法越来越受到人们的青睐。DNA分子具有良好的纳米尺度以及分子识别和自组装能力,另外,DNA还可以通过技术手段进行任意的裁剪和修饰,这些特性都为DNA作为模板和合成特定的纳米结构材料提供了可能。因此基于DNA很强的分子识别能力,自组装能力以及具有热力学上的稳定性,机械刚性和独特的拓扑机构等特点,一直以来,DNA在纳米材料的合成方面充当很好的生物模板。微生物细胞具有各种各样的几何外形,如球状、丝状、螺旋状、玉米状、刺猬状等。用现有的任何加工手段都很难加工出如此精致的三维图形,它们为纳米材料的合成提供了丰富的模板。一些微生物不仅可以作为生物模板,诱导调控纳米材料的生长,而且还被证实在合成过程中起还原作用。枯草芽孢杆菌和大肠杆菌都是实验室中简单易得的菌体,利用DNA和菌体为模板来合成简单的纳米材料,表征其特性并研究其简单应用。详细内容归纳如下：1.利用光辐照的方法,成功合成银—DNA纳米网。在太阳光直接辐照下还原银离子—DNA前驱物,得到银—DNA纳米网。银—DNA纳米网络的孔间距大小和链的粗细可通过改变DNA溶液的浓度和太阳光照射时间的长短来控制。实验结果表明,这种纳米材料对癌症标志物—CEA有特异性响应。2.以枯草芽孢杆菌为模板合成纳米硒结构及其在生物传感器检测上的应用。利用枯草芽孢杆菌分泌的蛋白质还原亚硒酸钠为纳米级的单质硒,合成的产物在自然条件下能完成晶形的转变。由于本方法制备的纳米硒具备很好的生物相容性和电催化性质,因此构建了生物传感器实现对H202的检测。3.以大肠杆菌为模板合成纳米银颗粒。以大肠杆菌为模板合成银纳米颗粒,研究不同的生长条件对其合成的影响,并通过扫描电镜、X射线衍射、紫外等检测手段对样品进行表征分析,旨在探讨纳米银的新型绿色合成途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料简介
• 1.2 生物模板法合成纳米材料
• 1.3 DNA和细菌模板法合成纳米材料
• 1.4 本课题的研究目的,意义及研究内容
• 第二章 基于DNA模板的银纳米网络的构建及其对CEA的检测
• 2.1 引言
• 2.2 材料和方法
• 2.3 结果与分析
• 2.4 总结和讨论
• 第三章 纳米硒/蛋白质复合物的生物合成以及在H202生物传感器上的应用
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.3 结果和分析
• 3.4 总结和讨论
• 第四章 大肠杆菌为模板合成纳米银颗粒及其表征
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.3 结果与分析
• 4.4 总结与讨论
• 第5章 总结
• 5.1 本论文总结
• 5.2 需进一步解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文情况