[發明專利]低聚DNA和無機納米晶復合材料構建方陣形網狀納米結構

無效

• 申請號: 01120908.9
• 申請日: 2001-06-08
• 公開（公告）號: CN1322953A
• 公開（公告）日: 2001-11-21
• 發明（設計）人: 楊文勝;楊百全;江林;李鐵津
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53;H03K19/00;B08B1/00;C09K3/00
• 代理公司: 吉林大學專利事務所
• 代理人: 劉喜生

本發明屬于低聚DNA和無機納米晶復合材料構建方陣形網狀納米結構的制備技術。

在納米科學與技術的發展中，納米材料尤其是無機納米晶的合成已經相對成熟。然而從實用角度考慮，需要將納米晶組裝成可控的圖形結構。利用生物分子特別是DNA進行組裝已經引起了人們的極大關注。例如利用3’或5’端基修飾有巰基的低聚DNA可以將Au或CdS納米晶組裝成“人造分子”、六方形堆積或層狀結構。由于目前的化學修飾都是在3’或5’端進行，無法得到電子學上需要的四方形網狀結構。

本發明是一種利用經過化學修飾的低聚單鏈DNA與無機納米晶偶聯，并在某種固體上借助DNA的氫鍵互補識別，構建成特定的方陣形網狀結構圖形。其特點是先將單鏈低聚DNA與無機納米晶通過化學鍵連接起來，然后利用DNA的復性過程將納米晶構建成方陣形網狀納米結構。網狀納米結構中納米晶間的距離和相互作用可以通過低聚DNA的長度來加以調節。由于DNA的特性，上述網狀結構具有自修復能力和可逆性。這種利用DNA構建的納米晶方陣形網狀納米結構將在納米組裝技術特別是納米電子學器件的量子胞邏輯門電路的設計，以及生物傳感技術中監測生物分子間相互作用的免疫特異識別芯片的設計方面有重要的應用價值。

具體的制備方法是將兩條互補的含有10至100個堿基的除5’端磷酸根以外任一磷酸根被巰基修飾的單鏈低聚DNA分別加入到一種或兩種下述納米晶水溶膠中，硫化物，如CdS或ZnS、PbS，或硒化物，如CdSe，碲化物，如CdTe，金屬，如Au、Ag的納米晶水溶膠中，控制DNA與納米晶的摩爾比為1∶20～2000，攪拌1～24小時，然后將上述兩種含有不同，互補的低聚DNA的溶膠等體積混合，加入適量的NaCl使體系的NaCl濃度為0.05～0.25mol/L。上述溶膠在50～100℃水浴中加熱1～10分鐘后緩慢冷卻，既得到將納米晶組裝成方陣形納米結構的溶膠。

實施例1：

室溫下分別將5’端第2位磷酸根上修飾有巰基的oligoG₁₀濃度為0.04mol/L的水溶液20μl和oligoC₁₀濃度為0.04mol/L的水溶液20μl分別加到20ml濃度為10-4mol/L粒徑為3nm的CdS納米晶的水溶膠中，攪拌12小時，然后將上述兩種不同的溶膠分別取10ml等體積混合，加入175mg?NaCl，使體系NaCl濃度為0.15mol/L，在沸水中加熱2分鐘，緩慢冷卻后既得到將納米晶組裝成網狀結構的溶膠。透射電子顯微鏡觀察表明此時形成的是四方形網狀結構，CdS納米晶位于四方形的四個角上，粒子間的距離約為3.0nm。

實施例2：

將實施例1中CdS換為4nm?ZnS，其它條件完全相同。透射電子顯微鏡觀察表明此時形成的是四方形網狀結構，ZnS納米晶位于四方形的四個角上，納米晶間的距離約為3.0nm。

實施例3：

將實施例1中CdS換為2nm?PbS，其它條件完全相同。透射電子顯微鏡觀察表明此時形成的是四方形網狀結構，PbS納米晶位于四方形的四個角上，納米晶間的距離約為3.0mm。

實施例4：

將實施例1中CdS換為5nm?CdSe，其它條件完全相同。透射電子顯微鏡觀察表明此時形成的是四方形網狀結構，CdSe納米晶位于四方形的四個角上，納米晶間的距離約為3.0nm。

實施例5：

將實施例1中CdS換為3nm?CdTe納米晶，其它條件完全相同。透射電子顯微鏡觀察表明此時形成的是四方形網狀結構，CdTe納米晶位于四方形的四個角上，粒子間的距離為3.0nm。

實施例6：