有序纳米结构化界面的DNA分子的定向排列

摘要

本文利用嵌段共聚物的自组装制备了具有周期性纳米结构的有序表面，利用分子梳（molecular combing ）技术实现了对单个DNA 分子定向排列。通过在二氧化硅表面接枝聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯无规共聚物（PS-r-PMMA ）的方法，调控了二氧化硅的表面化学能，消除了界面对聚合物两种组分的选择性，利用聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的嵌段共聚物（PS-b-PMMA ）在这种中性表面上自组装制备了具有六方密堆积点阵结构和线条结构的多种结构化有序界面。利用上述结构化界面所诱导的结构化液面的动态位移，成功地实现了对吸附于该界面上的单个DNA 分子的拉伸和取向。更为重要的是，实现了对单个DNA分子的具有空间定向规律的有序排列，即DNA 分子在界面上的排列明显地受到了结构化界面的诱导，使得DNA 分子沿着接触角较小的PMMA 点阵或线条排列。通过调控有序界面结构、液面速度、DNA 溶液粘度、以及表面张力等手段，对这个现象的物理原理进行了系统的研究。