DNA-Based Molecular Construction pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:American Institute of Physics

作者:Fritzsche, Wolfgang 编

出品人:

页数:146

译者:

出版时间:2002-11-08

价格:USD 120.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780735400955

丛书系列:

图书标签:

DNA纳米技术
分子自组装
DNA结构
生物材料
纳米材料
生物纳米
分子生物学
DNA计算
纳米结构
生物工程

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具体描述

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，这一生命蓝图的基石，远不止于编码遗传信息。它本身所蕴含的独特结构和分子特性，为我们搭建物质世界的全新维度——DNA-Originated Structural Engineering（DNA起源的结构工程）——打开了大门。本书将深入探索如何利用DNA分子的精确自组装能力，以及其可编程的特性，来设计、构建和操控从纳米尺度到宏观尺度的各类复杂结构和功能性材料。本书将首先为您揭示DNA作为一种工程材料的根本优势。DNA分子具有高度特异性的碱基配对机制（A-T，G-C），这使得DNA链能够以高度可预测的方式相互识别并连接，形成稳定的双螺旋结构。更重要的是，通过对DNA序列进行巧妙的设计，我们可以控制DNA链之间的相互作用，引导它们在三维空间中定向折叠、连接和排列，最终形成预设的几何形状和功能。这种“编码”结构的能力，使得DNA成为一种前所未有的“分子建筑师”。我们将从DNA的结构基础出发，详细阐述DNA折纸（DNA origami）技术。这项革命性的技术允许科学家将长链DNA切割成更小的寡核苷酸片段，然后通过一个“模板DNA”的引导，将这些片段精确地折叠成二维或三维的纳米结构，例如纳米盒、纳米箭头、纳米立方体等。本书将深入剖析DNA折纸的设计原理、关键技术参数（如DNA链长度、碱基配对强度、设计软件的应用等），以及如何通过优化设计来控制结构的尺寸、形状和稳定性。除了DNA折纸，本书还将探讨DNA框架（DNA framework）的构建。与DNA折纸的“折叠”不同，DNA框架更多地依赖于DNA寡核苷酸之间的“连接”，形成由DNA双链或多链组成的网格状或晶格状结构。我们将介绍不同的DNA连接策略，如DNA纳米球（DNA nanosphere）、DNA四面体（DNA tetrahedron）等，并讨论如何利用这些框架来组装更复杂的超分子结构，甚至模仿自然界中的晶体生长过程。本书将重点关注DNA在材料科学领域的应用潜力。通过在DNA结构中嵌入功能性分子，如荧光染料、药物分子、酶、纳米颗粒或量子点，我们可以创造出具有特定光学、催化、传感或药物递送功能的DNA基纳米器件。我们将详细介绍如何实现分子在DNA结构中的精确锚定和功能协同，以及这些DNA基功能材料在生物传感、精准医疗、催化反应和新型显示技术等领域的潜在应用。此外，本书还将深入探讨DNA作为构件在构建更大尺度结构中的作用。例如，利用DNA的自组装特性，可以引导纳米颗粒、蛋白质、甚至是细胞在特定的空间位置上排列，从而构建具有复杂三维结构的“DNA支架”材料。这些材料有望在组织工程、生物打印、以及人造器官的构建中发挥关键作用。在技术层面，本书将介绍用于DNA合成、纯化、表征和组装的先进技术。包括高通量DNA合成技术、DNA纯化方法、原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（STM）和各种光谱学技术在DNA结构表征中的应用，以及微流控技术在DNA组装过程中的调控作用。本书还将讨论DNA结构工程所面临的挑战和未来的发展方向。例如，如何提高DNA结构的稳定性以适应更广泛的应用环境；如何实现DNA结构的“响应性”，使其能够对外部刺激（如pH、温度、光等）作出反应；以及如何将DNA结构与电子器件、机械装置等其他技术领域相结合，创造出更具创新性的“活体”或“智能”系统。总而言之，DNA-Originated Structural Engineering 提供了一个前所未有的平台，让我们能够以分子为基石，以前所未有的精度和灵活性来设计和创造物质世界。本书旨在为科学家、工程师和对未来材料科学充满好奇的读者提供一份全面的指南，共同探索DNA作为一种通用构建语言的无限可能。