病毒輔助的納米線的合成與組裝

1、病毒輔助的納米線的合成與組裝張群喜 SC06014021張 帥 SC06014023周伯柱 SC06014022陳 佳 SC06014003竇源東 SC06014063引言 納米材料具有很多塊體材料所不具備新奇的特性，如何簡(jiǎn)單地合成高質(zhì)量的納米材料是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。用病毒作為模板合成納米材料是一種新穎且有潛力的方法。 現(xiàn)在科研人員已經(jīng)用這種方法合成了很多納米材料，比如ZnS,CdS,CdSe, Co3O4 納米線等。目 錄 方法優(yōu)點(diǎn) 方法介紹 方法推廣 前景與展望生物分子輔助合成的優(yōu)點(diǎn) 具有分子識(shí)別和自組裝的能力 具有可編程性 是一種通用模板 病毒蛋白具有特異親和力 合成所需條件溫和 后處

2、理過(guò)程少 可以合成多種組分的單分散的納米晶 具有分子識(shí)別和自組裝的能力 生物體系是分子級(jí)別的由核酸蛋白質(zhì)等復(fù)雜的一級(jí)一級(jí)地組裝起來(lái)的，是由下到上組裝的完美例子。蛋白質(zhì)具有分子級(jí)的識(shí)別與組裝能力，而這種能力正是我們?cè)诤铣杉{米材料時(shí)所需要的。 具有可編程性 可以通過(guò)改變病毒的基因使它的蛋白質(zhì)上具有對(duì)不同物質(zhì)具有親和力的多肽，從而合成不同物質(zhì)。是一種通用模板這種體系可以作為半導(dǎo)體，金屬，氧化物，磁性材料通用模板。 合成方法M13病毒由約2700個(gè)大分子蛋白質(zhì)(p8)螺旋圍繞在單條DNA鏈上,小分子蛋白質(zhì)(p3,p6,p7和p9)分布在兩端。四縮谷氨酸(E4) 20種基本氨基酸之一 合成方法1.基因修

3、改2.基因表達(dá)合成操作 在Co的氯化物水溶液中(1mM)加入E4病毒,室溫下保持30min,以促進(jìn)Co離子的鍵合,再用NaBH4還原,自氧化,結(jié)晶態(tài)的Co3O4納米絲就形成了。 有人用病毒先與ZnCl2溶液混合12小時(shí)然后再混入Na2S溶液在0反應(yīng)24小時(shí)。 這個(gè)體系的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)改變縮氨酸與Co離子的相互作用來(lái)控制Co3O4納米線的納米結(jié)構(gòu)。稍高濃度的氯化鈷（5mM）與10mM NaBH4產(chǎn)生了枝狀納米結(jié)構(gòu)。用1mMCo離子和5mM NaBH4在4下使Co3O4結(jié)晶并生長(zhǎng)結(jié)果得到了離散的納米粒子的組裝。 在合成ZnS的實(shí)驗(yàn)中，若選用A7作為ZnS特異性多肽則合成的是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，若

4、用 Z8則合成的是四方閃鋅礦。實(shí)驗(yàn)結(jié)果后處理 將得到的納米線在低于材料熔點(diǎn)的溫度下退火即可得到納米晶方法推廣 通過(guò)在同一病毒中引入兩種對(duì)不同物質(zhì)具有特異親和力的多肽，合成兩種物質(zhì)均勻分散的納米線。方法推廣 經(jīng)過(guò)改進(jìn)的含有對(duì)金有特異親和力的多肽的E4與含有直徑5nm左右的金納米粒子的懸浮液混合在一起，結(jié)果金納米顆粒附著在散落于p8中間的金特異羧氨酸上，形成一維金納米陣列。不含有金特異羧氨酸的病毒上并沒(méi)有附著金納米粒子。用離心法將過(guò)剩的沒(méi)有附著的金納米粒子除去后，再讓Co在病毒上成核生長(zhǎng)，就合成了將5nm金粒子均勻分散于Co3O4納米線上的混合納米結(jié)構(gòu)。 方法推廣前景與展望 病毒是一種高度有序，經(jīng)濟(jì)的合成納米線的通用模板，通過(guò)基因編程可以控制所