一种新型DNA纳米结构的构建与结晶

DNA三角形纳米结构的拐角是由DNA同源重组中的Holliday基序构成的.为进一步研究DNA三角形纳米结构,对其拐角截断并引入黏性末端到其基序上,使其能够自组装成为一种新型DNA纳米结构.对该DNA纳米结构进行凝胶电泳分析,发现其迁移速率要比DNA三角形迁移速率小.在这种没有扭曲张力的情况下,该基序只是自组装形成一个二聚体结构,而不是三聚体结构(DNA三角形).对该新型DNA纳米结构进行结晶,并合成得到了硒代核酸,同时也得到了较高质量的硒代单晶,以帮助相位测定.希望对其晶体结构进行测定研究,以便发现该新型DNA纳米二聚体结构和该Holliday基序组装的三维结构,从而更深入地认识DNA纳米材料的组装规律.     

DNA自组装与信息存储

脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid, DNA)作为未来数据的存储介质具有巨大的潜力.近年来,DNA自组装技术发展迅速,其中DNA折纸(origami)和DNA瓦片(tile)设计及组装技术已经实现了纳米结构的原子级精度.DNA自组装纳米结构因其具有空间可寻址性、可编程性等优点,为基于DNA自组装的信息存储提供了发展平台.文章综述了基于DNA自组装技术的两种组装模型及DNA信息存储领域的发展现状,总结了当前基于DNA单链、DNA origami和DNA tile的信息存储,概述了当前基于DNA的信息存储领域中面临的挑战,并展望了DNA自组装及其在信息存储领域的应用前景.     

三维DNA自组装在多维背包问题中的应用研究

利用DNA自组装执行计算的思想已从实验上被证明了其可行性．已有多种理论模型被提出用以解决各种NP问题．基于DNA Tile自组装模型理论在二维下的扩展,本文设计了可以实现这一算法的三维DNA Tile组装系统,提出了一种用于解决多维背包问题的三维DNA自组装模型．该模型可以非确定性的输出可行性解决方案．分析表明系统可以在线性组装步骤内完成计算,所需的Tile种类数与问题维数无关．为探索三维DNA自组装的计算能力进行了一次有意义的尝试．     

最大匹配问题Tile自组装模型

Tile自组装模型凭借其自组装、可编程等特性在解决NP问题方面具有巨大优势.文中提出了一种求解最大匹配问题的Tile自组装新模型,该模型主要由初始配置子系统、选择子系统及检测子系统3大部分构成.新模型中首先设计Tile分子存储问题信息,其次通过Tile分子自组装操作生成最大匹配问题解空间,最后通过Tile检测分子筛选得到最大匹配问题的解.对模型从所需Tile分子种类、计算时间和计算空间3个方面进行性能分析,并通过实验模拟论证了模型的有效性和正确性.     

DNA折纸术——全编程的信息工具

DNA作为信息分子在构建2D及3D几何形状的纳米级结构上有多种优点.二维和三维结构的组装可以通过DNA链的组合、DNA块的拼接实现.而随着DNA折纸术的出现,更是实现任意平面结构设计的可能.DNA二维平面的设计已被证实是图灵等价的.本文主要介绍基于DNA折纸的计算模型及DNA折纸术在信息领域方面的应用.     

基于DNA纳米结构的药物递送系统用于癌症治疗的研究进展

DNA作为生物界中用于传递遗传信息的物质,具有良好的生物相容性.因此,以DNA为模板自组装的DNA纳米结构在无转染剂时能顺利通过细胞膜,且高效无毒.与其他纳米材料相比,DNA纳米结构还具有高度的可编程性和精确的可寻址性,体内稳定性和易于修饰等优点.近年来,随着DNA纳米结构的发展,其特异性的靶向识别能力以及高载药量的优...     

DNA纳米机器药物递送研究进展

 天然分子机器是细胞正常功能（包括DNA复制、细胞内物质运输、离子平衡和细胞运动等）的重要执行者。受天然分子机器的启发,人工分子机器的概念被提出并逐步实践。DNA分子独特的理化性质使得其可作为自组装基元用于构建分子机器类纳米结构。DNA纳米结构具有形状可设计性、精确的可寻址性、结构动态响应性及良好的生物相容性,可以作为一种良好的药物递送载体材料。通过可寻址的负载特定功能元件从而构建DNA纳米载体和治疗型DNA纳米机器,可以靶向性地将药物传递到病变组织和细胞,响应性地释放药物,提高药物的细胞摄取率并降低其毒副作用,有望成为优秀的药物递送系统。基于DNA纳米结构的药物载体已经被用于递送小分子药物、寡核苷酸类药物和蛋白药物。以每类药物分子中的典型药物为例,介绍了DNA纳米载体和DNA纳米机器药物递送系统的研究进展,并讨论了其所面临的挑战及可能的发展趋势。     

基于sub-tile的对称有界DNA结构自组装及应用

使用一种基于DNA sub-tile的自组装策略,通过模块化的方式灵活构建多种刚性DNA tile,同时利用DNA tile 的对称性,创建多种有限尺寸,空间可寻址的纳米网格结构,并阐述其可能在癌症治疗中作为小分子纳米药物颗粒运载工具,实现定向给药的潜在应用.     

自组装DNA计算研究难点与展望

随着DNA计算领域研究的深入,自装组DNA计算的研究成为了并行计算领域的研究热点,在本文中,作者主要分析讲述当前自组装DNA计算的几种结构形式：一维的、二维的以及三维的自组装DNA分子结构特点和发展现状,并且提出现在自组装DNA计算发展的难点以及今后的发展展望。随着多学科交叉融合力度的加大,自组装DNA计算将会成为生物信息学、应用数学、计算机仿真学、智能计算、纳米材料科学等多领域专家的重要研究方向。     

基于“DNA折纸术”设计图着色问题的解决方案

色数是图论中的一个重要的参数,其属于著名NP(Non-deterministic Polynomial)-完全问题范畴.巨量的着色方案使验证变得相当困难,以至于在传统计算机上无法实现.目前已经有多种算法用于研究图定点着色问题,比如遗传算法,粒子群算法,神经网络算法和模拟退火算法等.随着DNA自组装技术与DNA计算机研究的展开,一些NP-完全问题以及NP-难问题的计算模型被相继提出.除了传统的DNA分子结构被用作计算材料外,其他的DNA分子结构也被用于分子生物计算,比如质粒DNA分子、分子信标结构以及DNA Tile等.采用DNA纳米折纸结构编码信息,借助于纳米结构之间的粘性末端进行自组装,给出了一种非确定性的图着色模型.通过创建数以亿计的参与计算的DNA纳米折纸结构,该算法可以并行的测试每种可能的着色方案.     

基于聚吡咯的基因电子学:电化学DNA生物传感器

导电聚吡咯因其特殊结构和优异物化性能,成为构建电化学DNA生物传感器的一种新的介导材料,同时为未来基因电子学的发展提供了新的思路.综述了近年来聚吡咯在电化学DNA生物传感器中的实际应用,讨论了聚吡略电化学DNA生物传感器构建中的电极选择、电极修饰及DNA探针固定化策略;结合微阵列、微流控技术及纳米材料,对聚吡咯电化学DNA生物传感器的研究动向和应用做了探讨性展望.     

DNA分子的电性质研究进展

DNA(脱氧核糖核苷酸)分子的电学性质关系到生命信息静态的存储和动态的释放,因此一直备受关注.但仅是随着物理实验手段在生物学研究领域的广泛应用,特别是纳米观测和纳米操纵技术的提高,才使研究单个DNA分子的电学性质成为可能.从20世纪90年代以来开展的大量研究工作表明,探明DNA的电学性质不仅能够帮助理解DNA复制和修复的物理机制,而且指出作为天然的纳米结构材料,DNA分子在分子器件学领域具有巨大的应用潜力.回顾了DNA电学性质的研究成果,并对DNA分子在材料学及分子器件学领域的应用前景作以展望.     

素行列式整自仿Tile与和谐对

目的讨论整自仿Tile与和谐对之间的关系。方法利用单位根理论分析整自仿Tile及和谐对条件。结果证明了在条件｜D｜=｜det（M,D）｜=p是素数且pZ^n M^2（Z^n）下整自仿Tile与和谐对可以相互蕴含。结论将整自仿Tile与和谐对这两个概念以及两个不同的研究方向紧密联系起来。     

走近未来的DNA计算机

DNA计算机的概念和主要特点 利用特定的DNA结构--DNA核酶可以构建各种DNA分子逻辑门,这为DNA计算机的发展奠定了基础.DNA计算是计算机科学和分子生物学相结合而发展起来的新兴研究领域.而DNA计算机是一种生物形式的计算机.它是利NDNA（脱氧核糖核酸）建立的一种完整的信息技术形式，以编码的DNA序列（通常意义上计算机内存）为运算对象，     

发电衣的原型———纤维纳米发电机问世

能源、信息、材料是人类文明的三大支柱领域,而纳米科学与技术将这些领域成功地融合在一起,成为新世纪最重要并且是最富有生命力的一个科技领域。目前的纳米科技已经从早期对纳米材料的结构和基本物理化学特性的研究发展到利用纳米材料的优良特性来有目的地制造纳米器件,从而更好地为人们的生产生活服务.     

基于氧化物半导体纳米线的气体传感器

纳米技术是21世纪一个重要的新兴科研领域,最近几年,大量的新型纳米结构与功能器件不断被研发出来,并在信息、医学以及国防等各个领域中展现出前所未有的应用前景。在各种纳米材料中,以ZnO纳米线、纳米带为典型代表的准一维纳米结构最为引人关注。2004年前,各国科研人员主要关注ZnO准一维纳米结构的制备和结构表征,由于研究手段的局限很少涉及ZnO纳米器件的研究。最近几年,以场效应晶体管、传感器为代表的功能器件应用成为纳米结构的研究热点。     

纳米技术及其在环保领域的应用现状与前景

纳米技术包括纳米材料与纳米结构两部分，作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术，它将成为众多技术的创新动力。概述了一些与纳米息息相关的概念、纳米材料的形态、纳米材料的特殊性质以及纳米材料的应用。以使大家更清楚地认识纳米技术，并了解纳米技术在环保领域的应用现状与前景。     

纳米结构自组装和分子自组装体系

纳米结构自组装体系和分子自组装体系是从纳米材料领域派生出来的、含有丰富科学内涵的一个重要的分支学科,由于该体系的奇特物理现象及与下一代量子结构器件的联系,因而成为人们十分感兴趣的研究热点.本世纪90年代中期,有关这方面的研究取得了重要的进展,研究的势头将延续到下一个世纪的初期.1 纳米结构的科学范畴和基本概念纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础,按一定规律构筑或营造的一种新的体系,它包括一维、二维和三维的体系.这些物质单元包括纳米微粒、稳     

氧化石墨烯: 一种用于癌症诊断与治疗的新型纳米试剂

癌症已经成为危害人类健康最大因素之一.将纳米粒子运用于癌症的诊断及治疗具有很大的应用前景.氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）是一种由单层碳原子以蜂窝状排列而成的二维碳纳米材料,同时在其碳平面上及其片状结构边缘分别含有丰富的羟基、环氧基和羧基等基团.因其极好的理化性质,GO已经在多学科领域中受到了广泛关注.本文综述了GO作为一种新型的纳米诊断治疗试剂在癌症研究中的应用.     

两亲性卟啉化合物的合成及表征

自组装技术是实现功能化纳米材料的一种新方法,卟啉分子因其独特的共轭π体系和易修饰的外围结构,常常作为构成有机纳米材料的理想组装单元.因此我们合成了具有两亲性的卟啉化合物,并通过紫外,红外和核磁共振对其结构进行了表征,这种化合物有望应用于微纳米尺度下的分子组装和光电新材料的制备.