Введение
1.1 Металлизация ДНК
1.2 Электрофизические свойства металлизированных ДНК структур
1.3 1,10 Фенантролин и его производные
Методы
2.1 Низкоградиентная вискозиметрия
2.2 Сканирующая электронная микроскопия
2.3 Спектроскопия поглощения
2.4 Круговой дихроизм
2.5 Сканирующая атомно-силовая микроскопия
2.6 Оптическая микроскопия
2.7 Исследование электрофизических свойств образцов
2.8 Используемое программное обеспечение
Материалы
Экспериментальные результаты
3.1 Исследование вязкости растворов ДНК с изучаемыми соединениями
3.2 Данные, полученные методом КД
3.3 Температурно-индуцированные спектральные изменения
3.3.1 Температурно-индуцированные спектральные изменения растворов свободного
фенантролина
3.3.2 Температурно-индуцированные спектральные изменения растворов свободного AgPhen
3.3.3 Температурно-индуцированные спектральные изменения раствора ДНК
3.3.4 Температурно-индуцированные спектральные изменения растворов ДНК c Phen ...... 42
3.3.5 Температурно-индуцированные спектральные изменения растворов ДНК c AgNO3 .. 46
3.3.6 Температурно-индуцированные спектральные изменения растворов ДНК c Ag-Phen 503
3.3.7 Сравнение температурно-индуцированных спектральных изменений растворов ДНК c
различными соединениями
3.4 Самоорганизующиеся в растворе структуры
3.4.1 Морфология структур, образующихся в растворе без восстановителя.
3.4.2 Морфология структур, образующихся в растворе с восстановителем
3.4.3 Влияние pH на формирование надмолекулярных структур
3.4.4 Влияние изменения концентрации компонент в растворах
3.4.5 Образцы, полученные при взаимодействии ДНК с фенантролином
3.4.6 Структуры, образованные Ag-Phen без ДНК
Выводы из микроскопии
3.5 Исследование электрофизических свойств образцов
Выводы
Список литературы
В течение последних 30 лет активно ведется разработка методик и технологий создания разнообразных объектов и устройств нано- и микроскопических размеров с использованием молекулы
ДНК1-4. Диаметр равный 2 нанометрам и 3.4 нанометровый шаг витка двойной спирали, соответствующий нативной B форме макромолекулы, безусловно, делают ее чрезвычайно интересной с
точки зрения создания подобных нанообъектов. Кроме того, длинные макромолекулы ДНК, а
также короткие одно- и двуцепочечные олигонуклеотидные последовательности предлагают широкий спектр технологических возможностей в силу сайт-специфического связывания одноцепочечных нуклеотидных последовательностей по принципу комплементарности с образованием водородных связей между нуклеотидами. Это свойство позволяет применять ДНК для создания
двух и трехмерных структур и адресного размещения на них различных объектов, что дает возможность получить новые функциональные свойства этих объектов в силу упорядоченного расположения. С этой целью на основу, созданную из ДНК, были контролируемо размещены такие
объекты как белки5,6, пептиды7, углеродные нанотрубки8 и наночастицы9-14 различных металлов.
Упорядоченное размещение наночастиц металлов представляет интерес с точки зрения создания
наноразмерных проводящих структур. В большинстве работ по созданию подобных нанопроводов с использованием ДНК макромолекула или иные полинуклеотидные агрегаты используются
в качестве основы, с которой связываются готовые наночастицы9,10,13,14 или затравки (этап активации ДНК), на которых впоследствии наночастицы агрегируют из раствора15,16. Электрофизические свойства и линейные размеры получаемых объектов зависят от множества факторов, влияющих на формирование данных структур на каждом этапе. В конечном счете, их можно свести
к таким параметрам как равномерность расположения металлических наночастиц, их размер и
характерные расстояния между ними. Для улучшения проводимости образующихся нанопроводов требуется разработка методов наиболее равномерного распределения металлических наночастиц, что позволит минимизировать их размер без ущерба для электрофизических характеристик всей структуры и, следовательно, уменьшить толщину самих нанопроводов. В данной работе исследуется один из путей решения этой задачи, а именно использование ДНК связывающего лиганда, содержащего ион серебра, в качестве активирующего агента.
Показано, что в растворе соединение взаимодействует с молекулой ДНК. При этом формируются комплексы, в которых серебро координируется к атомам азота оснований ДНК,
а фенантролин, связанный с серебром, упорядоченно располагается на поверхности спирали. Фенантролиновый лиганд, выходящий в раствор, вступает во взаимодействие с макромолекулой, интеркалируя между основаниями.
При больших концентрациях Ag-Phen или фенантролина в растворе ДНК образуются фибриллы. Наличие иона серебра в составе исследуемого соединения необходимо для образования более устойчивых, крупных и однородных структур.
Добавление восстановителя изменяет свойства поверхности фибрилл и делает их более
стабильными по отношению к таким воздействиям, как понижение pH.
Восстановленные структуры имеют лучшую проводимость, чем любые компоненты данной системы в различных сочетаниях. Увеличение количества серебра в составе структур
увеличивает их проводимость. Увеличение концентрации восстановителя или времени
восстановления напротив, сказываются на ней негативно. Во всех системах проводимость
осуществляется за счет связанных молекул воды и при помещении образца в вакуум падает до уровня шума.
