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表面活性剂和DNA之间的作用研究
中文名称: 表面活性剂和DNA之间的作用研究
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论文编号: 3044921收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Study of the Interaction between Surfactants and DNA
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 化学工程与技术
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 表面活性剂 DNA 中子衍射 十二烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂 双十二烷基双季铵盐双子表面活性剂 烷基糖苷 基因载体
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论文简介:DNA与表面活性剂的相互作用因其潜在的作为基因治疗载体的功能而得到广泛的注视。文献研究显示,虽然当前对表面活性剂与DNA相互作用的研究已经有了很大进步,但多数研究集中在DNA与表面活性剂在体相中的作用。表面活性剂与DNA的复合物在空气/水界面的吸附状态与复合物在亲水/疏水的细胞膜界面有类似之处。如果能了解其界面结构及组成进而可通过表面化学操纵改变复合物的吸附性或活性性质。然而由于设备所限,许多关于DNA构象凝聚的实验和理论研究还有待发展。同时在表面活性剂与DNA相互作用的研究中,研究所选用的表面活性剂品种单一,以十二烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂与DNA之间的相互作用研究的最多。 本论文在前人对DNA与阳离子表面活性剂相互作用研究工作的基础上,着重尝试将最新发展起来的中子衍射技术应用于表面活性剂与DNA在空气/水界面的吸附体系的研究中,以期通过此项研究获得DNA与表面活性剂复合物在界面上的大小,形状及结构的定量信息。与此同时设计、合成并选取了不同种类的新型双子(Gemini)阳离子表面活性剂和无毒易生物降解的非离子糖基表面活性剂烷基糖苷。首次研究了以上几种新型表面活性剂与DNA之间的相互作用,同时利用中子衍射技术对DNA与表面活性剂相互作用进行了研究。以期获得分子水平的信息,并得出其中规律性的因素。 本论文共由六部分研究内容组成:1.DNA和表面活性剂相互作用的研究进展;2.十二烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂与负电性DNAs分子的复合物在空气/水界面的吸附;3.不同头尾基结构的季胺盐表面活性剂对于表面活性剂/DNA复合物的影响;4.不同盐型的双子(Gemini)季铵盐表面活性剂与DNA在空气/水界面吸附作用的研究;5.非离子表面活性剂烷基糖苷的合成工艺研究;6.非离子表面活性剂烷基糖苷与DNA相互作用的研究。主要研究成果如下: 首次成功的运用中子衍射技术,配合以表面张力和表面压力的测试,对十二烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂与小牛胸腺DNA(50,000碱基对),鲑鱼精DNA(300碱基对)之间的作用进行了研究。得到了十二烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂/DNA复合物在空气/水界面层的吸附数据及具体的结构信息。研究结果证实在空气/水界面,十二烷基三甲基溴化胺与DNA分子的键合分为两个阶段。第一阶段由于阳离子表面活性剂与带负电的DNA分子的强烈静电作用,二者之间的键合改变了表面膜的性质和表面单层的结构排列。第二阶段随着键合在DNA分子上的表面活性剂的增加,DNA分子在界面上发生卷缩导致界面层变厚。 对不同头尾基结构的季胺盐表面活性剂与DNA复合物的影响,研究结果显示对于单头基单尾基(十二烷基三甲基溴化铵)、单头基双尾基(双十二烷基二甲基溴化铵)和双头基双尾基(C12-C6-C12双十二烷基双季铵盐)三种季铵盐表面活性剂,在空气/水界面上以双头基双尾基(C12-C6-C12双十二烷基双季铵盐)的双子表面活性剂卷缩DNA分子的效率最高。 进一步的不同盐型的三种双子(Gemini)型季铵盐表面活性剂的中子衍射实验结果与表面张力的测定结果均显示双十二烷基双季铵硫酸盐与DNA的作用,较双十二烷基双季铵氟盐和双十二烷基双季铵溴盐略强。证实了反离子对表面活性剂与DNA之间的作用有影响。 此外,从作为基因载体的安全性考虑,本文合成了不同碳链结构的无毒易生物降解的非离子表面活性剂烷基葡糖苷并比较了不同碳链结构的脂肪醇对合成反应的影响。研究考察了烷基葡糖苷表面活性剂与DNA之间的作用。研究结果显示其可与DNA发生较强的相互作用,且作用强度强于一般的非离子表面活性剂。这使得在未来的研究中探索使用阳离子/非离子表面活性剂复配体系进行DNA的控制传输具有较广阔的前景。
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