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摘要碱基互补配对的性质、相对低廉的价格和纳米尺度的结构使得DNA成为一种理想的纳米结构材料。DNA纳米结构的一个重要特性是对生物膜的通透性。因此，阐明其跨膜机制与理化性质如大小、形状及所带电荷的相关性对其在靶向药物递送上的潜在应用有着重要的意义。本设计针对DNA纳米结构的特殊性有目的地设计了不同的核酸序列以制备不同形状和大小的DNA结构，探索了不同的实验条件对自组装过程和结构稳定性的影响，在此基础上初步建立了基于原子力显微镜（AFM）和离子淌度质谱（IM-MS）的三文拓扑结构表征方法。我们预期这一方法的建立将为后续对DNA纳米结构跨膜机制的研究打下基础。27652
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关键词 DNA纳米结构 离子淌度 质谱 原子力显微镜 拓扑结构
毕业论文设计外文摘要
Title Three dimensional mass spectrometry analysis of DNA self-assembly nanostructure
Abstract
DNA has increasingly become an ideal type of nanomaterials owing to the simple and predictable base-pairing, relatively low cost and nanoscale structure[1] One of the outstanding properties of DNA-based nanostructures is their ready permeability to biological membranes, marking a potential application in targeted drug delivery. However the consequential effect of physiochemical properties of DNA nanostructures such as size, shape and charge on the different mechanisms for their cellular uptake, transport and ultimate fate, still remains elusive. Here we focus on characteristic DNA nanostructures by designing different sequences leading to structures of distinctive shape and size. We further probed the effect of experimental conditions having on the process of DNA self-assembly and their structural integrity. Employing a combination of Atomic Force Microscopy (AFM) and Ion Mobility Mass Spectrometry (IM-MS) we obtained preliminary results for the topological characterization of these nanostructures. The method we demonstrate here would facilitate our investigation on the molecular mechanism of transmembrane delivery for DNA nanostructures.
Keywords DNA nanostructure ion mobility mass spectrometry atomic force microscope topology
目 次
1 绪论 1
2 DNA结构的质谱检测 5
2.1 质谱检测 5
2.2 结果分析 6
3 DNA纳米结构的合成、分析7
3.1 DNA自组装技术7
3.2 DNA四面体的合成8
3.2.1 材料 8
3.2.2 实验准备 8
3.2.3 四面体结构自组装 8
3.3 十字叉结构的合成9
3.3.1 材料 9
3.3.2 实验准备 9
3.3.3 十字叉结构的自组装 8
3.4 DNA电泳原理9
3.4.1 琼脂糖凝胶电泳的原理 9
3.4.2 影响电泳的因素10
3.5 琼脂糖凝胶电泳实验 10
3.5.1 仪器 10
3.5.2 试剂及配制方法10
3.5.3 实验过程11
3.6 聚丙烯酰胺凝胶电泳11
3.6.1 仪器11
3.6.2 试剂12
3.6.3 实验步骤12
3.7 结果分析12
3.7.1 不同浓度DNA样品的电泳结果12
3.7.2 十字叉结构的电泳结果14
3.7.3 四面体结构在电场中的表现 15
3.8 DNA四面体结构和十字叉结构的AFM分析 15
3.8.1 DNA样品的处理 15
3.8.2 合成DNA结构的AFM图像15
结论 18
致谢 19
参考文献20
附录A 未知DNA样品的换盐处理 22