[发明专利]一种研究界面效应对DNA二维折纸结构稳定性影响的方法

摘要

本发明公开了一种研究界面效应对DNA二维折纸结构稳定性影响的方法，包括DNA三角折纸结构的合成，界面上和溶液中环境因素的改变，具体涉及到改变界面上和溶液中DNA折纸结构所处环境的pH，Mg²⁺浓度，温度和紫外照射并观察其形貌结构的变化的方法。本发明基于扫描探针显微镜的观察简单易操作，形貌清晰，适用于研究界面效应对多种二维纳米材料的影响。使用云母片构建界面，易于实现，且可探究的因素多，移植性强；本发明方法适用于探究界面效应对多种二维平面材料的影响。

主权项

1.一种研究界面效应对DNA二维折纸结构稳定性影响的方法，其特征在于改变DNA三角折纸结构在界面上和在溶液中的环境条件，观察其形貌稳定性，包括以下步骤：（1）一种已知DNA三角形折纸序列的合成：将208根订书钉短链等量地溶解到MilliQ水中，使每条链的最终浓度为200 nM，将M13mp18 单链DNA（100 nM）与混合好的(200 nM DNA短链以摩尔浓度比1：10的比例混合在1xTAE‑Mg2+溶液中，该1xTAE‑Mg2+溶液由40mM三羟甲基氨基甲烷（Tris）、20mM醋酸、2 mM乙二胺四乙酸（EDTA）和12.5mM醋酸镁组成，pH 8.0，其中，M13mp18 单链DNA的最终浓度为5 nM，短链最终浓度为50 nM；将混好的溶液放入PCR仪中，设定退火程序从95℃缓慢降温至4℃，降温速率为0.2℃/10s；（2）环境影响对溶液和界面处DNA结构变化的不同，包括：（2‑1）pH的改变： DNA三角折纸结构所在界面上pH的改变：不同pH的缓冲液通过向1xTAE‑Mg2+ 溶液中滴加含有过量盐酸或氢氧化钠的1xTAE‑Mg2+缓冲液制得，将不同pH的缓冲液滴加到沉积有DNA三角折纸结构并洗掉盐分、氮气吹干的云母片上放置；DNA三角折纸所在溶液的pH的改变：直接向含有DNA三角折纸结构的缓冲液中加入和界面处所用溶液相应体积的相同成分的缓冲液，使其最终pH和相对应的界面上pH相同，然后放置；（2‑2）温度的改变：DNA三角折纸结构所在界面上温度的改变：将三角折纸沉积在新剥离云母片上并洗去盐分、吹干之后，置于环境可控显微镜（Nanonavi E‑Sweep, Seiko Inc, Japan）下，设置环境温度为不同的实验温度，运行仪器使其快速升温至设置温度并稳定10 min；DNA三角折纸结构所在溶液的温度的改变：将三角折纸溶液放置于PCR仪中，设置程序使其快速升温到不同的温度并稳定10 min；（2‑3）Mg2+浓度的改变：DNA三角折纸结构所在界面上Mg2+浓度的改变：将不同Mg2+浓度的缓冲液滴加到沉积有DNA三角折纸结构并洗掉盐分、氮气吹干的云母片上，放置；DNA三角折纸所在溶液的Mg2+浓度的改变：直接向含有DNA三角折纸结构的缓冲液中加入不同Mg2+浓度但其他离子浓度相同的缓冲液，使其最终Mg2+浓度和相对应的界面上Mg2+浓度相同，然后放置；（2‑4）紫外线的影响：对沉积在界面上的DNA三角形折纸施加紫外照射：将沉积好三角折纸并洗去盐分、吹干的云母片用玻璃表面皿盖住，置于测量好强度的紫外灯下方照射一定时间；对溶液中的DNA三角形折纸施加紫外：将含有DNA三角折纸溶液的PCR管开口置于测量好强度的紫外灯下方照射一定时间；（3）扫描探针显微镜观察： 对于界面上DNA三角折纸形貌观察：Q水冲掉云母片上盐分，氮气吹干后置于大气下扫描探针，显微镜下观察，其中，对于改变温度的测试组和紫外照射的测试组，只需直接置于大气下扫描探针显微镜（Moltimode Nanoscope VII, VEECO）下观察；对于溶液中DNA三角形折纸形貌观察：取3μl溶液滴加到新剥离的云母片上沉积3 min，用Q水冲洗掉界面上的盐分，然后氮气吹干，最后置于扫描探针显微镜下观察。