基于DNA自组装的全错位排列问题模型

针对全错位排列这类NP完全问题,提出了一种基于DNA自组装的全错位排列问题计算模型。该模型利用了DNA分子间的自组装能力,在具体操作时只用到凝胶电泳技术,在一定程度上减少了实验误差。     

纳米金的制备、表征及应用研究

纳米金材料基于其良好的光学和电子学特性,近年来已成为科学家们研究的热点之一。实验以氯金酸为原料,柠檬酸三钠为还原剂,采用经典的柠檬酸三钠还原法制备出纳米金溶液,利用目测法、紫外-可见分光光度法和扫描探针显微镜法对其进行表征,结果表明:纳米金粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。利用自组装单分子膜原理,通过层层组装将纳米金粒子和DNA探针依次固定到玻碳电极表面制备探针电极,利用电化学工作站检测其信号,结果表明纳米金标记DNA探针可显著增强目标DNA的检测信号,提高检测的灵敏度,并使响应电流增强。     

纳米金修饰电极和探针载体的DNA电化学发光分析方法研究

提出以纳米金修饰电极和以纳米金粒子作DNA探针载体的电化学发光检测DNA新方法.首先将纳米金自组装在金电极上,再将含巯基的目标ss-DNA固定于纳米金修饰的电极上,然后与以纳米金粒子作载体的电化学发光DNA探针进行杂交反应,将此电极做工作电极,在含有三丙胺的溶液中进行电化学发光测量.在选定实验条件下,检测囊肿纤维DNA片断(20 base)的线性范围为1.0×10-12~1.0×10-9mol/L,相关系数为0.9954,检出限为5.0×10-13mol/L.实验结果表明,纳米金具有较大的比表面积,可增强DNA在电极上的固定量,从而增强电化学发光检测信号,提高方法的灵敏度.     

DNA自组装的全错位排列问题模型

全错位排列问题是组合数学中的一种经典问题,可转化为可满足性问题,利用自组装DNA计算模型得到解决.基于DNA自组装产生发夹结构,通过凝胶电泳技术进行筛选,控制温度使发夹结构重新打开得到问题的可行解.该模型只用到凝胶电泳操作,在一定程度上有效避免了生物操作过多产生的实验误差.     

纳米金在DNA电化学传感器中的应用研究

利用自组装单分子膜原理,通过层层组装的方法将金纳米粒子(AuNPs)和DNA探针分别固定到金电极表面制备成探针电极。结果表明纳米金可以使响应电流大大增强,有利于提高检测的灵敏度;同时DNA自组装到纳米金修饰的金电极上,形成一层致密的分子膜,可使响应电流下降。     

金纳米颗粒微观结构首次得到揭示

实验室中经常用金纳米颗粒作为示踪剂，比如探测样本中是否存在某种DNA或者蛋白质。为了防止不同金纳米颗粒的原子之间形成化学键，科学家经常在金纳米颗粒表面覆盖一层保护性分子层，最常用的是含硫的分子团。如果改造这些合硫分子团，使其具有特殊的绑定位点或者荧光标记，观察和区分金纳米颗粒将更加容易。尽管如此，科学家对金纳米颗粒的结构却没有清晰的认识，有认为金纳米颗粒是胶质的，形状杂乱，大小不一，有的认为它们是具有同一尺寸和结构的离散分子。     

0-1整数规划问题的巨磁电阻型DNA计算模型

给出了基于GMR(巨磁电阻)型DNA芯片技术的0-1整数规划问题的DNA计算模型。将问题的变量编码成DNA链,在GMR型芯片表面固定DNA探针,然后将被生物素标记的待分析目标DNA链与探针进行充分杂交,通过芯片上的GMR传感器对芯片上纳米磁珠的检测,以电信号方式输出,得到问题的解,避免了荧光分析中的信号转换而引起的失真。该模型具有较高灵敏度,信号检测和分析较为简单,对信号检测设备要求较低。     

0-1整数规划问题的DNA四面体步行者计算模型

DNA折纸术是一种新型的自组装方法,广泛应用于DNA计算中。基于DNA折纸术设计了一个DNA四面体步行者,并将DNA四面体步行者应用于求解0-1整数规划问题。通过DNA四面体步行者的行走,来找出所有可能解。最后,通过DNA四面体步行者所携带的纳米金颗粒的个数来判断是否是0-1整数规划问题的可行解。该模型求解错误率低,具有很强的可控性和实用性。     

飞秒激光照射金纳米颗粒的分子动力学模拟

在分子动力学的基础上引入了双温度模型,对飞秒激光照射金纳米颗粒的相变传热过程进行了模拟研究。利用序参数法对传热过程中颗粒内部固液相变的发生进行了判别,并获取了纳米颗粒受飞秒激光照射的熔化特性,在此基础上研究了不同大小的激光能量对熔化过程的影响。结果表明,在飞秒激光照射金纳米颗粒的过程中,当颗粒内部相变发生时,金原子的空间分布由面心立方规则排列逐渐变为不规则无序的松散排列,纳米颗粒内部所有区域都发生了熔化现象,不存在一个明显的固液模拟界面。随着激光的不断照射,熔化比例逐渐增加。     

内标化SERS探针检测磷脂双层膜中药物释放研究初探

本研究设计合成了一种核-壳结构内标化表面增强拉曼散射(SERS)探针,并用于磷脂双层膜中药物释放研究.该SERS探针中,拉曼报告分子包裹在金纳米球和金纳米壳层中间,金纳米壳层将报告分子与外部环境隔开,确保了信号稳定性.同时,金纳米壳外层裸露,可以用于待测分子的SERS传感.进一步在内标化SERS探针表面包裹以磷脂双分子层,以二乙基硫醛三碳菁化碘(DTTC)作为模型药物,构建探针标记脂质体纳米结构,并进行细胞标记.通过检测探针内标和DTTC拉曼信号的比率变化,可以反映细胞内纳米药物的释放行为.所建立的比率方法有效消除了拉曼测试仪器本身误差的影响,为药物的体内检测提供了一种新的检测方法.