DNA分子機器控制的金納米粒子恒溫組裝

　　DNA是一種由A、T、G、C四種核苷酸組成的雙螺旋生物大分子，通常作為遺傳信息的載體在生命體內起到存儲和復制遺傳信息的作用。在DNA納米技術領域，DNA作為一種結構精確的反應基元被廣泛用于分子器件的構建， DNA分子計算、疾病診斷，以及生物傳感等。其中，以基于黏性末端（ toehold）的DNA鏈替換反應構建的催化循環網絡體系尤其引起人們的興趣。在這些體系中，DNA目標鏈的功能類似于化學反應中的催化劑，可以通過一系列的DNA鏈替換反應驅動DNA分子機器正常運轉，而自身不被消耗。

　　由于具有獨特的物理化學性質，金納米粒子近年來受到人們的廣泛關注。自從上世紀九十年代中期DNA-金納米粒子復合物被Mirkin等人成功制備以來，這種DNA功能化的金納米粒子已經被廣泛應用于體內外檢測、細胞轉染、基因調控以及晶體結構組裝等領域。在傳統的DNA-金納米粒子組裝體系中，DNA連接鏈（linker）的兩端直接與兩種金納米粒子表面的DNA探針互補連接，從而完成金納米粒子的組裝。但是這種“直接連接策略”功能單一，無法對金納米粒子組裝過程進行精確的調控。尤其是在需要DNA-金納米粒子實現復雜邏輯功能的體系中，這種簡單策略就更難以實現了。因此很大程度上限制了金納米粒子組裝體系的進一步應用。

　　在本論文中，通過將DNA-金納米粒子組裝體系和toehold協助的DNA鏈替換反應相結合，我們構建了一系列DNA分子機器調控的金納米粒子組裝體系對金納米粒子的恒溫組裝過程進行精確的動態控制。首先，研究了金納米粒子表面DNA鏈替換反應的特性。研究發現金納米粒子表面接枝的DNA入侵鏈toehold長度為7和8時造成的DNA鏈替換反應速率躍變的現象是由于金納米粒子表面的高DNA鏈接枝密度引起的。此研究加深了對金納米粒子表面DNA鏈替換反應特性的理解，同時有助于指導DNA-金納米粒子恒溫組裝體系的設計和應用。
?