首页> 正文

B40团簇与四种DNA碱基分子相互作用的理论研究

2020-12-02阅读(557)

B40团簇与四种DNA碱基分子相互作用的理论研究

论文摘要

二十一世纪,是纳米技术和生物技术飞速发展的时代。越来越多的纳米材料被应用于生物领域解决众多棘手的生命科学问题。比如碳纳米管、石墨烯、富勒烯等纳米材料都被广泛用作生物分子（如蛋白质、氨基酸、核酸、特别是DNA碱基分子）的吸附剂和传感器,来达到吸附和检测生物分子的目的。B40团簇自2014年发现以来,就被广泛应用于气体传感器,但在生物分子领域的应用至今还寥寥无几。本文运用密度泛函理论（DFT）在GGA-PBE-D3水平下,分别研究了B40与鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）四种碱基分子之间的相互作用。首先在同一基组水平下分别对B40、四种碱基以及B40-X（X=G、A、C、T）体系进行结构优化,得到能量最低的稳定结构。在稳定结构基础上对结构参数、分子静电势、吸附能、电荷转移、态密度图、能隙及电导率进行分析,以探究B40团簇与四种碱基分子之间是否存在相互作用,存在何种相互作用。本文研究结果如下:（1）较大的吸附能和电荷转移表明B40与四种碱基之间均存在化学吸附作用,B40可作为四种碱基的吸附剂,并且B40团簇对四种碱基分子的吸附能力远远大于单壁碳纳米管的吸附能力;（2）能隙和电导率的显著变化表明B40可检测到四种碱基,有望作为生物传感器的有效器件;（3）B40与A碱基相互作用时吸附能和电荷转移均最大,表明B40对A碱基的吸附能力最强;（4）四种碱基中电导率改变量最大的为G碱基,所以B40对G碱基的检测灵敏度远远高于其它碱基。最后期望本理论工作可以为B40团簇的应用开辟一个新的方向,为基于硼纳米材料的DNA碱基分子的吸附或检测提供理论基础与理论指导。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 纳米材料
  •     1.1.1 纳米材料概述
  •     1.1.2 纳米团簇
  •     1.1.3 硼基纳米材料
  • 40 的国内外研究进展'>    1.1.4 B40的国内外研究进展
  •   1.2 纳米材料在生物传感器中的应用
  •     1.2.1 生物传感器概述
  •     1.2.2 电化学DNA生物传感器
  •     1.2.3 纳米材料在生物传感器中的应用
  •   1.3 DNA碱基
  •     1.3.1 DNA碱基概述
  •     1.3.2 DNA测序的研究现状及趋势
  •   1.4 本文研究内容、目的及意义
  • 第二章 理论方法
  •   2.1 计算材料学概述
  •   2.2 理论方法
  •     2.2.1 密度泛函理论
  •     2.2.2 交换相关泛函
  •   2.3 本文采用的量子化学计算软件
  • 40与G碱基相互作用体系的理论研究'>第三章 B40与G碱基相互作用体系的理论研究
  •   3.1 计算方法
  •   3.2 结果与讨论
  • 40 结构和吸附位点'>    3.2.1 B40结构和吸附位点
  •     3.2.2 G碱基结构和吸附位点
  • 40-G体系的结构参数'>    3.2.3 B40-G体系的结构参数
  •     3.2.4 态密度与分波态密度
  •     3.2.5 吸附能与电荷转移
  •     3.2.6 能隙与电导率
  •   3.3 本章小结
  • 40与A碱基相互作用体系的理论研究'>第四章 B40与A碱基相互作用体系的理论研究
  •   4.1 计算方法
  •   4.2 结果与讨论
  •     4.2.1 A碱基结构和吸附位点
  • 40-A体系的结构参数'>    4.2.2 B40-A体系的结构参数
  •     4.2.3 态密度与分波态密度
  •     4.2.4 吸附能与电荷转移
  •     4.2.5 能隙与电导率
  •   4.3 本章小结
  • 40与C碱基相互作用体系的理论研究'>第五章 B40与C碱基相互作用体系的理论研究
  •   5.1 计算方法
  •   5.2 结果与讨论
  •     5.2.1 C碱基结构和吸附位点
  • 40-C体系的结构参数'>    5.2.2 B40-C体系的结构参数
  •     5.2.3 态密度与分波态密度
  •     5.2.4 吸附能与电荷转移
  •     5.2.5 能隙与电导率
  •   5.3 本章小结
  • 40与T碱基相互作用体系的理论研究'>第六章 B40与T碱基相互作用体系的理论研究
  •   6.1 计算方法
  •   6.2 结果与讨论
  •     6.2.1 T碱基结构和吸附位点
  • 40-T体系的结构参数'>    6.2.2 B40-T体系的结构参数
  •     6.2.3 态密度与分波态密度
  •     6.2.4 吸附能与电荷转移
  •     6.2.5 能隙与电导率
  •   6.3 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 40-X的结构参数'>  7.1 B40-X的结构参数
  • 40-X的态密度与分波态密度'>  7.2 B40-X的态密度与分波态密度
  • 40-X的吸附能与电荷转移'>  7.3 B40-X的吸附能与电荷转移
  • 40-X的能隙与电导率'>  7.4 B40-X的能隙与电导率
  •   7.5 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 程赛赛

    导师: 孙希媛

    关键词: 密度泛函理论,团簇,碱基,生物传感器

    来源: 四川农业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 四川农业大学

    分类号: Q523

    DOI: 10.27345/d.cnki.gsnyu.2019.000575

    总页数: 66

    文件大小: 2452k

    下载量: 2

    相关论文文献

    • [1].双碱基编辑器高效介导腺嘌呤和胞嘧啶碱基转换[J]. 生命的化学 2020(07)
    • [2].基因中碱基数目的正确计算方法[J]. 生物学教学 2017(12)
    • [3].应用思维进阶构建模型 例谈培养学生创造性思维[J]. 教学考试 2020(51)
    • [4].利用图解法解碱基计算题[J]. 生物学教学 2009(08)
    • [5].毛细管区带电泳法测定冬虫夏草及人工蛹虫草子实体中核苷及碱基成分的含量[J]. 药物分析杂志 2010(01)
    • [6].谷氨酸棒杆菌碱基编辑的条件优化[J]. 生物工程学报 2020(01)
    • [7].人造碱基与人工合成生命[J]. 中国科学院院刊 2016(04)
    • [8].科技快递[J]. 百科知识 2014(12)
    • [9].科学家确定DNA的第7种和第8种碱基[J]. 广东农业科学 2011(15)
    • [10].基因碱基数与对应的氨基酸数之比为何远远大于6[J]. 生物学教学 2008(11)
    • [11].长薄鳅基因组四碱基重复微卫星的分离及序列特征分析[J]. 华中师范大学学报(自然科学版) 2013(06)
    • [12].巧设“100”解决DNA的碱基类型题的策略[J]. 广东教育(高中版) 2010(11)
    • [13].科学家确定DNA的第7种和第8种碱基[J]. 实验动物科学 2011(04)
    • [14].鹿茸中3种生物碱基的提取工艺研究[J]. 安徽农业科学 2011(35)
    • [15].生命“字母表”迎来4名新成员[J]. 科学24小时 2019(05)
    • [16].运用图解法解碱基计算题[J]. 甘肃教育 2010(13)
    • [17].n对碱基构成的双链DNA有4~n种吗[J]. 现代教育科学(中学教师) 2015(S2)
    • [18].巧设“100”解决碱基类型题的策略[J]. 广东教育(高中版) 2013(01)
    • [19].美国科学家确定DNA第7种和第8种碱基[J]. 生物医学工程与临床 2011(05)
    • [20].相邻位点碱基突变的熵性质[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版) 2010(01)
    • [21].胶束电动毛细管电泳法分离6种生物碱基[J]. 药物分析杂志 2008(05)
    • [22].虎皮鹦鹉全基因组中微卫星分布规律研究[J]. 野生动物学报 2017(03)
    • [23].2′-脱氧尿嘧啶5位碱基修饰的核苷衍生物研究进展[J]. 精细化工中间体 2013(01)
    • [24].microRNA碱基编辑特性的研究进展[J]. 中国兽医科学 2013(06)
    • [25].前沿[J]. 河南科技 2011(19)
    • [26].“万能法”巧解遗传学中DNA碱基的计算问题[J]. 考试周刊 2012(27)
    • [27].发现DNA碱基合成新路径[J]. 科学世界 2009(06)
    • [28].DNA碱基欲添“新成员”?[J]. 世界科学 2013(01)
    • [29].基于核酸脱碱基位点的铽离子荧光增强型单核苷酸多态性识别研究[J]. 化学学报 2011(18)
    • [30].巧记碱基相关知识[J]. 江西教育学院学报 2009(06)

    标签：;  ;  ;  ;  

    B40团簇与四种DNA碱基分子相互作用的理论研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕论降 版权所有 鄂ICP备12018319号-6