一种DNA-阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶及其制备方法和应用技术

本公开涉及热致液晶制备技术领域，具体为一种DNA

【技术实现步骤摘要】
一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶及其制备方法和应用


[0001]本公开涉及热致液晶制备
，具体为一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]天然大分子DNA作为遗传信息的物质载体，已经引起了生物学家的广泛研究。自DNA自组装纳米技术出现以来，DNA作为构建各种纳米结构的构筑基元成为一个研究热点，随后DNA折纸技术的发展进一步为微、纳米尺度复杂DNA纳米结构的设计提供了选择。
[0004]DNA由四种碱基、五碳糖和磷酸骨架三部分组成。首先碱基互补配对赋予其精准的识别能力，可实现目标分子的特异性结合与靶向，目前已经广泛用于生物传感和仿生材料设计领域；此外DNA具有结构、功能可设计性和良好的生物相容性，可用于构筑仿生催化反应和药物载体；负电的磷酸骨架使DNA可作为天然聚电解质，添加到电解质中增强导电性，因此在电子器件等领域都有广泛的应用。但目前DNA大多应用是在溶剂或固体环境下，比如水溶液、水凝胶、固体凝胶电解质等，溶剂挥发、不易储存以及固体DNA材料刚性大、容易断裂等问题可能限制DNA材料的发展。鉴于DNA优异的性质以及当今社会对智能化、柔性化材料的巨大需求，DNA无溶剂流体等软物质的研究变得十分必要，它将促进DNA在光学、柔性电子器件等领域的发展。
[0005]DNA无溶剂流体是指不含溶剂时，DNA以液态或类液态存在的一种物质。由于 DNA分子结构的特殊性，它无法通过常规加热的方式使固态DNA变为液态。针对这一问题，刘凯课题组发现，病毒、多肽、DNA、RNA等天然生物大分子都可与双尾链表面活性剂通过静电作用制备层状热致液晶。此类DNA热致液晶在经历固体
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液晶
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各向同性相转变时可保持DNA结构的完整性，而且DNA热致液晶的熔点、清亮点等性质可通过改变选用的表面活性剂进行调节。在此工作的基础上，研究者发现可通过向构筑基元中引入响应性的物质，赋予DNA热致液晶响应性。比如将表面活性剂 DDAB的反离子Br
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更换为磁性的CeCl3‑
可以制备具有磁响应的铁磁流体，它可在外加磁场下实现定向迁移；表面活性剂尾链中偶氮苯的引入，使得DNA TLC在可见光/紫外光切换时改变机械强度，实现相转变；此外利用DNA分子中碱基的可逆氧化还原反应可构建基于DNA热致液晶的电致变色器件。
[0006]尽管无溶剂DNA热致液晶在光、电、磁等领域有初步的探究，但是，专利技术人发现，目前制备此类DNA热致液晶表面活性剂种类单一，表面活性剂的选择与DNA TLC 制备之间无明确的构效关系，而且，现有的热致液晶熔点高、液晶相区较窄。目前合成的热致液晶的实际应用探究较少。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术存在的上述问题，本公开提供了一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶及其制备方法和应用，通过研究发现，FDDL
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250bp DNA无法形成热致液晶，同时，选用与月桂酸钠对称度比较好的阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵复配的囊泡DTAL制得的DNA热致液晶具有较低的熔点和较宽的液晶相区。DNA 中芳香结构碱基和嘌呤的存在使得制备的DNA热致液晶可以发出荧光，可进一步促进 DNA热致液晶在光学领域的应用。具体地，本公开的技术方案如下所述：
[0008]在本公开的第一方面，一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶，所述热致液晶由阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配得到囊泡，然后将此囊泡与DNA自组装即得。
[0009]在本公开的第二个方面，一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶的制备方法，包括：制备DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡；再基于该复配囊泡制备热致液晶。
[0010]在本公开的第三个方面，所述的DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶和/ 或任一制备方法制得到的热致液晶在制备光学器件领域中的应用。
[0011]本公开中的一个或多个技术方案具有如下有益效果：
[0012](1)、采用具有良好低成本、生物相容性的天然鱼精作为刚性骨架，阴/阳离子表面活性剂复配囊泡提供柔性链，DNA热致液晶合成过程简单，反应条件温和，不涉及复杂合成手段。
[0013](2)、DNA热致液晶的性质可通过选用的表面活性剂和DNA进行调节，使用对称性比较好的复配囊泡DTAL具有较好的热可逆性、较低的熔点和较宽的液晶相区。表面活性剂靠近头基处含有较大的官能团(如二茂铁)时，不利于DNA热致液晶的形成。使用短链的DNA制备的热致液晶具有高的热稳定性和较低的熔点和清亮点。
[0014](3)、使用天然鱼精DNA合成热致液晶相较于合成的DNA而言，热致液晶产率提高，成本大幅降低，有利于进一步研究其应用。相较于之前报道的DNA与单尾链表面活性剂复配囊泡相互作用的工作，他们仅研究了DNA链长对溶液中聚集结构的影响，如形成多层、超壁厚囊泡等。构建的热致液晶缺乏应用性的探究。在我们的工作中发现影响构建热致液晶的因素，50bp DNA得到的热致液晶具有较高的热稳定性可促进其在光学器件领域的应用。
附图说明
[0015]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0016]以下，结合附图来详细说明本公开的实施方案，其中：
[0017]图1为本公开实施例2使用c(阳离子表面活性剂)：c(阴离子表面活性剂)＝55： 45复配囊泡DTAL(图1a，1d)、TTAL(图1b，1e)和CTAL(图1c，1f)与250bpssDNA在等电点时得到产物的偏光和DSC表征。三种产物的DSC图谱对比(图1d， 1e，1f)。
[0018]图2为本公开实施例2使用c(阳离子表面活性剂)：c(阴离子表面活性剂)＝55： 45复配囊泡DTAL、TTAL和CTAL与250bp ssDNA在等电点时得到产物的相图(图 2a)及热重表征(图2b)。
[0019]图3为本公开实施例3c(阳离子表面活性剂)：c(阴离子表面活性剂)＝5：2 复配囊
泡FDDL(图3a)和FTML(图3b)的cryo
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TEM图片，以及两种囊泡与250bpssDNA在等电点时得到产物的偏光表征(图3c FDDL
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250bp DNA，图3d FTML
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250bpDNA)。
[0020]图4为本公开实施例3等电点处FDDL
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250bp DNA、FTML
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶，其特征是，所述热致液晶由阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配得到囊泡，然后将此囊泡与DNA自组装即得。2.如权利要求1所述的一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶，其特征是，所述阴离子表面活性剂为月桂酸钠(NaL)。3.如权利要求1所述的一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶，其特征是，所述阳离子表面活性剂为DTAB(十二烷基三甲基溴化铵)、TTAB(十四烷基三甲基溴化铵)、CTAB(十六烷基三甲基溴化铵、FDDA(二茂铁甲基十二烷基二甲基溴化铵)和FTMA(11
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二茂铁基十一烷基三甲基溴化铵)中的一种；优选的，为DTAB(十二烷基三甲基溴化铵)。4.如权利要求1所述的一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶，其特征是，所述DNA为短链的50bp DNA或长链的250bp DNA；优选的，为短链的50bp DNA。5.一种DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡热致液晶的制备方法，其特征是，包括：制备DNA
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阴/阳离子表面活性剂复配囊泡；再基于该复配囊泡制备热致液晶。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：郝京诚，陈晓丽，武文娜，刘立，董姝丽，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：