可重构DNA折纸信息加密解密技术的便携式虚拟实验教学系统设计

基于可重构脱氧核糖核酸(DNA)折纸纳米多米诺结构的信息加密解密技术，设计一种DNA重构虚拟教学实验平台。以触摸屏图形化的虚拟方式展示DNA纳米结构变化，实现信息加密解密过程。该便携式虚拟实验平台让广大初学者和研究人员可不受原子力显微镜或透射电子显微镜等贵重成像仪器设备的限制，在嵌入式平台就能实现纳米级虚拟实验设计和DNA理论探索。     

随机扩增多态性DNA技术研究发现二氧化钛纳米颗粒对西葫芦具有基因毒性

研究目的：二氧化钛（TiO2）纳米颗粒已经广泛应用于化妆品、防晒霜、涂料和牙膏等。这些纳米颗粒性质非常稳定,能在废水和生物固体中转移和分散。现有研究表明,TiO2纳米颗粒对动物正常生理活动具有毒性等负面作用。但是,它们对植物是否具有毒性特别是是否会产生植物基因毒性至今尚不清楚。因此,本文使用随机扩增多态性DNA技术研究TiO2纳米颗粒是否对西葫芦具有基因毒性,为TiO2纳米颗粒排放进入环境后的潜在植物毒性风险评价提供依据。 创新要点：首次发现了TiO2纳米颗粒对西葫芦具有基因毒性。 重要结论：采用随机扩增多态性DNA技术,发现TiO2纳米颗粒污染处理的西葫芦样品与未处理样品的基因组DNA图谱相比,不仅在谱带强度有明显差异,而且存在谱带消失和新谱带产生现象,表明TiO2纳米颗粒对西葫芦具有基因毒性。     

科学家成功测定DNA温度揭示其释放热量奥秘

目前,科学家通过一种精密仪器能够成功测量DNA复制合成过程所释放的热量.……研究人员在实验中,将大肠杆菌DNA的某一片段进行特殊标识,在碱基对(base pairs)嵌入DNA链时,用热量计测量DNA合成过程所释放的热量.……根据实验所测量的正常DNA转化合成释放的热量,科学家可以识别不正确的DNA合成,从而避免基因突变以及降低发病率.同时,科学家还能够及时中断不正确的DNA合成.     

层状ABC星型三嵌段共聚物和纳米颗粒的自组装

采用耗散粒子动力学模拟方法研究了层状ABC星型三嵌段共聚物和纳米颗粒的协同自组装．主要考虑了不同密度下纳米颗粒的聚集行为及其对层状结构的影响．当纳米颗粒密度较低时,纳米颗粒呈囊泡状聚集;当纳米颗粒密度较高时,纳米颗粒呈柱状聚集．通过分析体系能量和共聚物链的回转半径研究了该动力学过程;通过界面张力的计算,对体系中微结构的力学性能进行了探索．这些发现不仅有助于人们了解复杂的嵌段共聚物,也可以为探索嵌段共聚物和纳米颗粒的微结构提供思路,对研究嵌段共聚物纳米复合材料的潜在应用提供帮助．     

有序纳米金颗粒的多层组装

采用LB技术组装了一种三维有序的由十八胺修饰的纳米金颗粒多层结构.这是一种新的组装纳米颗粒三维有序聚集体的方法.为了扩大这种方法的适用范围,在组装过程中,将有机小分子1-苯基-5-巯基四氮唑引进结构,形成了新的纳米金颗粒多层聚集体.这两种多层膜经透射电子显微镜和小角X射线衍射测量证明构成多层膜的单层膜上的纳米金颗粒是有序的,并且颗粒在层与层之间的排列也是有序的.     

金标银染基因检测方法中杂交信号的提高

研究了金标银染基因检测方法中的影响因素以及提高DNA杂交信号的途径. 在"三明治"杂交系统中, 着重研究了氨基DNA探针和纳米金标记巯基DNA探针对杂交的影响. 随着氨基探针浓度的增加, 杂交信号增加, 探针达到一定浓度后信号不再增加, 形成一个平台, 说明连接于玻片表面的探针已达到饱和. 由于纳米金颗粒空间位阻效应的影响大于纳米颗粒表面积的影响, 标记的纳米金颗粒越大, 杂交信号越弱. 而随着金标巯基DNA探针浓度的增加, 杂交效率显著增加, 导致杂交信号提高. 优化后的杂交条件为: 氨基DNA探针浓度为125 μmol/L, 纳米金粒径为15 nm, DNA标记后的纳米金颗粒浓度为4. 07 nmol/L. 通过上述杂交条件优化, 可提高杂交银染的信号.     

聚合物基无机纳米复合体系的有序组装研究

叙述了聚合物基无机纳米复合体系存在有序组装现象,揭示了该体系中无机纳米微粒的有序组装和诱导聚合物有序组装的现象,从静电学、氢键等观点叙述了有序组装的机理,提出了纳米作用能是纳米无机微粒有序组装的根本原因,论述了纳米氧化物诱导聚合物链有序组装的研究的重要意义。     

白藜芦醇/富勒烯纳米组装体的制备——在胆管支架抗炎涂层中的应用评估

采用白藜芦醇(Res)和富勒烯(C60)结合制备Res/C60纳米组装体并验证其安全性和抗炎性。通过扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱和X射线衍射研究了纳米组装体形貌、粒径大小及波谱峰值特征。其次,通过紫外分光光度法研究了Res的药物缓释行为。最后,通过MTT法在人脐静脉内皮细胞(HUVECs)层面验证了Res/C60纳米组装体的安全性以及体外的抗炎性。研究发现,Res/C60纳米组装体呈短棒状,横截面平均直径为(379.74±33.47)nm。拉曼光谱和X射线衍射特征峰显示Res/C60纳米组装体被成功制备。Res/C60纳米组装体的聚氨酯(PU)涂层中Res药物在30 d内累积释放量可达60%左右。胆管支架涂层对HUVECs细胞毒性较低,且通过释放Res可显著抑制炎症因子的释放。     

2013年度重庆市自然科学奖部分获奖成果展示

【一等奖】光散射纳米探针及其分析应用 主要完成人：黄承志李原芳刘忠德张立武丽萍 主要完成单位：西南大学 本研究是以纳米颗粒的光散射分析化学研究为目标,探讨了单分散及单纳米颗粒、纳米颗粒聚集体及组装体的光散射特性,并针对食品药品安全、生化临床检验和环境监测等领域存在的一些实际问题,构建新型光散射纳米探针,建立了系列可视化光散射分析和纳米颗粒光散射成像示踪方法。发现点1：建立了基于单分散/单纳米颗粒的光散射可视化分析方法,是丁达尔效应在分析测试中的创新应用,     

基于质粒模型的DNA计算机算法求解背包问题

DNA计算机在求解大型科学问题中DNA链数呈纯指数增长的瓶颈亟待解决。本文提出一种将分治策略应用求解背包问题的新的基于质粒DNA计算机算法,使DNA链数可达到亚指数的O（1.414n）,其中n为背包问题的维数。与已有文献结论进行的对比分析表明：本算法将穷举算法中所需的DNA链数从O（2n）减少至O（1.414n）,利用本算法将可破解的背包公钥的维数在试管级水平上从60提高到120。