核酸堿基自組裝膜表面電子轉(zhuǎn)移性質(zhì)研究

摘要：巰基丙酸（MPA）、Mg2+以及含不同堿基的核苷酸（NTMP）（鳥苷酸GMP、腺苷酸AMP、尿苷酸UMP、胞苷酸CMP）逐步吸附到金電極上，制備末端為核酸堿基的組裝膜，利用循環(huán)伏安（CV），計時安培（CA）以及電化學交流阻抗技術（EIS）進行表征。

關鍵詞：核酸堿基； 電子轉(zhuǎn)移； 多層組裝

1引言

對于垂直于DNA堿基對_SymbolpA@_電子堆積方向的長程電荷傳遞過程的研究已有許多報道，而沿核酸堿基平行于_SymbolpA@_電子共軛體系方向的電子轉(zhuǎn)移性質(zhì)的研究目前報道較少[1]。核酸的堿基有不同的電子結(jié)構，可以通過各種納米探針技術，包括掃描隧道電子顯微鏡（STM）、納米電極以及技術來研究不同堿基的電子性質(zhì)。

一般來說，通過掃描探針技術獲得的DNA堿基的電子學性質(zhì)受堿基與電極接觸的幾何結(jié)構影響較大，并且易受水分子、離子和金屬電極受污染等因素的影響[2]。DNA識別技術中，遂穿電流取決于DNA堿基的電子傳遞性質(zhì)[3]。當核酸分子通過兩個納米電極間隙時，可以根據(jù)電極間的電子邃穿行為識別DNA分子中不同的堿基序列。因此研究沿核酸堿基平行于_SymbolpA@_電子共軛體系方向的電子轉(zhuǎn)移性質(zhì)對于納米電極技術檢測核酸序列具有重要意義。

本研究制備了核酸堿基多層組裝膜，利用電化學技術及量子化學方法研究核酸堿基組裝膜表面電子轉(zhuǎn)移性質(zhì)（圖1）。在本研究組的前期工作中，利用末端為核酸堿基的多層組裝膜制備了Pt納米顆粒[4]，本研究運用此多層組裝膜研究不同堿基的電子轉(zhuǎn)移性質(zhì)。用金屬離子作為連接物制備多層DNA薄膜的工作已有報道[5]。但是過渡金屬離子（如Zr4+）很易水解[6]，使鍵合反應更加復雜。Mg2+與帶負電的配體（例如羧基）的相互作用是離子鍵或者是共價鍵[7]，有研究指出共價鍵之間相互作用較強[8]。