表生环境中DNA/粘土矿物界面反应特性及微结构变化研究

拟采用矿物界面物理化学的理论和方法、现代谱学和表面分析测试技术、固-液界面化学实验，研究华南地区表生环境中DNA/粘土矿物界面反应特性及其微结构变化特征；DNA与粘土矿物表面络合、非可逆吸附/解吸及交联柱撑机理；DNA柱撑粘土矿物复合体PCR扩增、反应机制、影响因素及其环境意义。重点研究DNA/粘土矿物复合体可变电荷表面的电荷分布模式、DNA与粘土矿物表面成键特征、固定作用、强化柱撑作用及其与微结构变化间的关系，以阐明粘土矿物对表生环境中DNA的固定、柱撑机理及其吸附/脱附、界面反应动力学特征。进一步揭示华南地区表生环境中粘土矿物表面活性对DNA生物地球化学行为的调控规律。为表生环境中DNA/粘土矿物界面作用的动力学机制和迁移、富集、固定、水平基因转移规律研究提供重要的实验数据。同时对揭示生命起源、合理开发我国丰富的粘土矿物资源、研制新型高效的基因工程材料也有重要指导意义。

本项目通过研究DNA/粘土矿物界面反应特性及其微结构变化特征，DNA与粘土矿物表面络合、非可逆吸附/解吸及交联插层机理，探讨粘土矿物对表生环境中DNA的固定、插层机理及其吸附/脱附、界面反应动力学特征。取得以下主要成果：1、天然粘土矿物对DNA的吸附特性及保护机理研究；2、阴离子粘土（LDH）的研制及与DNA的界面反应机理研究；3、DNA插层粘土矿物微结构特征及保护DNA免受重金属损害研究；4、阴离子粘土/氨基酸、多肽类物质的界面反应及构型保护机理研究。本项目研究成果为进一步揭示华南地区表生环境中粘土矿物表面活性对DNA生物地球化学行为的调控规律。为表生环境中DNA/粘土矿物界面作用的动力学机制和迁移、富集、固定、水平基因转移规律研究提供重要的实验数据。同时对揭示生命起源、合理开发我国丰富的粘土矿物资源、研制新型高效的基因工程材料也有重要指导意义。