Bioconjugate block copolymers that incorporate both synthetic polymers and nucleotides have been extensively investigated, capitalizing on the distinctive attributes of DNA while preserving the mechanical and chemical properties inherent in synthetic polymers. The anticipation is that DNA block copolymers will give rise to diverse self-assembling nanostructures, including spherical micelles, cylindrical micelles, bicontinuous structures, vesicles, and large compound micelles (LCM) when dissolved in solutions. This thesis delves into the examination of the complexation behavior exhibited by DNA block copolymers with various ionic liquids and synthetic polymers.
In Chapter 3, the study involved the synthesis of dsDNA-b-PEG diblock copolymer through a coupling reaction, followed by their complexation with two distinct ionic liquids at various ratios. The interaction between the ionic liquids and the DNA block copolymer was assessed using a fluorescence binding assay. The structural configurations of the complexes were examined using transmission electron microscopy and dynamic light scattering. The observed complexation behavior was found to be influenced by the hybridization state of the DNA, with variations in the DNA and covalently bonded PEG resulting in complex particle-like spherical structures. A mechanism elucidating this complexation behavior was presented in the study.
In Chapter 4, we synthesized various types of ssDNA-b-PEG diblock copolymers, employing the same analytical techniques. The findings affirmed that the ionic liquid played a role in dissociating the aggregated polymer chains of the ssDNA diblock copolymers. Despite the occurrence of binding between the ionic liquid and ssDNA, no highly complexed structure was observed. Even though the ratio of ionic liquid increased, the ssDNA block copolymers was stabilized to unimer state.
In Chapter 5, we synthesized ssDNA-b-PNIPAM diblock copolymers. The PNIPAM polymer was synthesized using reversible addition-fragmentation chain-transfer polymerization (RAFT), and the resulting block copolymer was purified by gel electrophoresis. Similar to the methodology outlined in Chapter 3, we examined the binding of ionic liquid with the DNA block copolymer using a fluorescence binding assay. To assess thermoresponsive behavior, dynamic light scattering was employed, confirming the potential formation of complex structures and investigated the mechanism with ssDNA. Furthermore, the temperature-dependent trends observed in the complex solution highlighted the distinctive behavior of ssDNA-b-PNIPAM.
합성 고분자와 뉴클리오티드를 모두 포함하는 생체접합 블록 공중합체는 합성 고분자 고유의 기계적, 화학적 특성을 보존하면서 DNA의 독특한 특성을 활용하여 광범위하게 연구되었습니다. DNA 블록 공중합체가 용액에 용해되면 구형 미셀, 원통형 미셀, 연속 구조, 소포 및 대형 화합물 미셀(LCM)을 비롯한 다양한 자가 조립 나노구조가 생성될 것으로 기대됩니다. 본 논문에서는 다양한 이온성 액체 및 합성 고분자와 DNA 블록 공중합체가 나타내는 복합체 형성 거동을 조사합니다.
챕터 3에서는 커플링 반응을 통해 dsDNA-b-PEG 이중 블록 공중합체를 합성한 후 다양한 비율의 두 가지 이온성 액체와 복합체를 형성하는 연구를 진행했습니다. 이온성 액체와 DNA 블록 공중합체 사이의 상호작용은 형광 결합 분석을 사용하여 평가되었습니다. 복합체의 구조적 구성은 투과 전자 현미경과 동적 광산란을 사용하여 검사되었습니다. 관찰된 복합체 형성 거동은 DNA의 혼성화 상태에 의해 영향을 받는 것으로 밝혀졌으며, DNA와 공유 결합된 PEG의 변형으로 인해 복잡한 입자와 같은 구형 구조가 생성되었습니다. 이 복합화 행동을 설명하는 메커니즘이 연구에서 제시되었습니다.
챕터 4에서는 동일한 분석 기술을 사용하여 다양한 유형의 ssDNA-b-PEG 이중 블록 공중합체를 합성했습니다. 연구 결과는 이온성 액체가 ssDNA 이중 블록 공중합체의 응집된 중합체 사슬을 분리하는 역할을 한다는 것을 확인시켜 주었습니다. 이온성 액체와 ssDNA 사이의 결합이 발생했음에도 불구하고 고도로 복잡한 구조는 관찰되지 않았습니다. 이온성 액체의 비율이 증가함에도 불구하고 ssDNA 블록 공중합체는 단일체 상태로 안정화 되었습니다.
챕터 5에서는 ssDNA-b-PNIPAM 이중블록 공중합체를 합성했습니다. PNIPAM 고분자는 가역적 첨가-단편화 사슬 전달 중합(RAFT)을 사용하여 합성되었으며, 생성된 블록 공중합체는 겔 전기 영동으로 정제되었습니다. 3장에 설명된 방법론과 유사하게 형광 결합 분석을 사용하여 이온성 액체와 DNA 블록 공중합체의 결합을 조사했습니다. 열 반응성 거동을 평가하기 위해 동적 광산란을 사용하여 복잡한 구조의 잠재적 형성을 확인하고 ssDNA를 사용하여 메커니즘을 조사했습니다. 또한, 복합 용액에서 관찰된 온도 의존적 경향은 ssDNA-b-PNIPAM의 독특한 행동을 관찰하였습니다.
