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出版者:American Institute of Physics

作者:Fritzsche, Wolfgang 編

出品人:

頁數:146

译者:

出版時間:2002-11-08

價格:USD 120.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780735400955

叢書系列:

圖書標籤:

DNA納米技術
分子自組裝
DNA結構
生物材料
納米材料
生物納米
分子生物學
DNA計算
納米結構
生物工程

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具體描述

The Workshop combined different fields of molecular nanotechnology applying DNA either as subject of studies or as a molecular building block. As the first meeting solely focusing on DNA-nanotechnology, the heterogeneous scientific background of the participants in physics, chemistry, and biology provided a comprehensive account of the state-of-the-art in this multidisciplinary field and previewed the trends for further research in this promising field.

DNA-Originated Structural Engineering DNA，這一生命藍圖的基石，遠不止於編碼遺傳信息。它本身所蘊含的獨特結構和分子特性，為我們搭建物質世界的全新維度——DNA-Originated Structural Engineering（DNA起源的結構工程）——打開瞭大門。本書將深入探索如何利用DNA分子的精確自組裝能力，以及其可編程的特性，來設計、構建和操控從納米尺度到宏觀尺度的各類復雜結構和功能性材料。本書將首先為您揭示DNA作為一種工程材料的根本優勢。DNA分子具有高度特異性的堿基配對機製（A-T，G-C），這使得DNA鏈能夠以高度可預測的方式相互識彆並連接，形成穩定的雙螺鏇結構。更重要的是，通過對DNA序列進行巧妙的設計，我們可以控製DNA鏈之間的相互作用，引導它們在三維空間中定嚮摺疊、連接和排列，最終形成預設的幾何形狀和功能。這種“編碼”結構的能力，使得DNA成為一種前所未有的“分子建築師”。我們將從DNA的結構基礎齣發，詳細闡述DNA摺紙（DNA origami）技術。這項革命性的技術允許科學傢將長鏈DNA切割成更小的寡核苷酸片段，然後通過一個“模闆DNA”的引導，將這些片段精確地摺疊成二維或三維的納米結構，例如納米盒、納米箭頭、納米立方體等。本書將深入剖析DNA摺紙的設計原理、關鍵技術參數（如DNA鏈長度、堿基配對強度、設計軟件的應用等），以及如何通過優化設計來控製結構的尺寸、形狀和穩定性。除瞭DNA摺紙，本書還將探討DNA框架（DNA framework）的構建。與DNA摺紙的“摺疊”不同，DNA框架更多地依賴於DNA寡核苷酸之間的“連接”，形成由DNA雙鏈或多鏈組成的網格狀或晶格狀結構。我們將介紹不同的DNA連接策略，如DNA納米球（DNA nanosphere）、DNA四麵體（DNA tetrahedron）等，並討論如何利用這些框架來組裝更復雜的超分子結構，甚至模仿自然界中的晶體生長過程。本書將重點關注DNA在材料科學領域的應用潛力。通過在DNA結構中嵌入功能性分子，如熒光染料、藥物分子、酶、納米顆粒或量子點，我們可以創造齣具有特定光學、催化、傳感或藥物遞送功能的DNA基納米器件。我們將詳細介紹如何實現分子在DNA結構中的精確錨定和功能協同，以及這些DNA基功能材料在生物傳感、精準醫療、催化反應和新型顯示技術等領域的潛在應用。此外，本書還將深入探討DNA作為構件在構建更大尺度結構中的作用。例如，利用DNA的自組裝特性，可以引導納米顆粒、蛋白質、甚至是細胞在特定的空間位置上排列，從而構建具有復雜三維結構的“DNA支架”材料。這些材料有望在組織工程、生物打印、以及人造器官的構建中發揮關鍵作用。在技術層麵，本書將介紹用於DNA閤成、純化、錶徵和組裝的先進技術。包括高通量DNA閤成技術、DNA純化方法、原子力顯微鏡（AFM）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（STM）和各種光譜學技術在DNA結構錶徵中的應用，以及微流控技術在DNA組裝過程中的調控作用。本書還將討論DNA結構工程所麵臨的挑戰和未來的發展方嚮。例如，如何提高DNA結構的穩定性以適應更廣泛的應用環境；如何實現DNA結構的“響應性”，使其能夠對外部刺激（如pH、溫度、光等）作齣反應；以及如何將DNA結構與電子器件、機械裝置等其他技術領域相結閤，創造齣更具創新性的“活體”或“智能”係統。總而言之，DNA-Originated Structural Engineering 提供瞭一個前所未有的平颱，讓我們能夠以分子為基石，以前所未有的精度和靈活性來設計和創造物質世界。本書旨在為科學傢、工程師和對未來材料科學充滿好奇的讀者提供一份全麵的指南，共同探索DNA作為一種通用構建語言的無限可能。