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基于DNA超结构通过由下而上的途径引导组装复杂无机纳米材料的机理尚待深入研究,并且如何将上述方法用于制备过程可控、可重复组装纳米结构是当前纳米制造领域的一个挑战。
本文研究了分别具有22个碱基的富G和富C的DNA单链(RET1和RET2)对于贵金属纳米晶体(钯、银)形成的影响。首先利用圆二色光谱(CD)、紫外-可见光谱(UV-vis)和原子力显微镜(AFM)等对DNA的构象进行了表征,证明上述序列在偏酸性条件下可分别形成稳定的G-四链体和i-motif结构,但是贵金属离子(pd2+、Ag+)可通过结合碱基来诱导其二级结构的改变;其次通过透射电镜(TEM)观察了贵金属纳米晶体的形貌,其尺寸分布依赖于DNA模板及金属盐和DNA的相对浓度,由DNA模板引导合成的钯、银纳米颗粒的粒径分布分别为1.86-3.88 nm、1.80-8.41 nm;最后将DNA引导合成的贵金属纳米颗粒应用于对硝基苯酚的催化还原反应,表现出了较高的催化活性,并且其催化活性同样依赖于DNA模板,即由富C的RET2模板(可形成i-motif结构)引导生成的钯、银纳米颗粒的催化活性较高,钯、银浓度分别为6.64×10-4 mM、3.28×10-3 mM时,表观反应速率常数ka分别为0.867 min-1、0.338 min-1。