【使用DNA磚構建的複雜的3D納米結構】

八方

【使用DNA磚構建的複雜的3D納米結構】

 

 

在3D的基礎上與DNA的基礎

在美國哈佛大學的研究人員已開發出一種新技術，使高度複雜的3D納米結構組裝在一起合成DNA “磚頭” 。

磚，其中是類似LEGO小塊的，可被組裝成各種各樣的形狀和配置，這意味著它們可以被用來構建精心設計的納米結構。

由此產生的結構可能會發現使用在各種各樣的應用，包括智能醫療設備的靶向給藥在體內，可編程成像探針，即使在更快捷和更強大的計算機芯片電路的製造。

DNA納米技術現在已經近30年來一直圍繞，但它確實脫下了一種叫做DNA “摺紙”的問世。

這種技術命名後的古代日本的摺紙藝術，最早開發於2006年由保羅·羅斯蒙德在加州理工學院，涉及廣泛的預定形狀折疊的DNA長鏈。

可以用作棚架或作為用於精確地裝配組件，例如碳納米管和納米線的微型電路板所產生的納米結構。

雖然它是強大的二維和三維形狀， DNA摺紙術也有其局限性。

要折疊的DNA ，幾百訂書釘必須添加的區域周圍的單一的DNA鏈，以及新的納米結構體所需的每種類型的需要一組新的訂書釘。

此外，DNA結構傾向於到基板表面上，這使得它很難將它們集成到電子電路後隨機安排自己。

建築用磚

尹鵬領導的一個小組，先在哈佛DNA磚自組裝技術提出今年早些時候。而不是開始長的DNA鏈環環相扣的短，合成的DNA鏈中，研究人員成功地做出了較大的結構。

事實上，他們設法安排短鏈“分子畫布”通過控制本地股之間的相互作用。

像任何DNA自組裝的方法，工程技術，自然編程，以特定的方式連接起來的4個鹼基對在DNA - 腺苷，胸腺嘧啶，胞嘧啶和鳥嘌呤 - 利用這樣的事實：只有A到T結合，而C只綁定到G.因此，該小組能夠製造使用其技術的二維結構的集合，通過堆疊另一塊磚時長為42個鹼基的DNA磚。

3D形狀

現在，殷和他的同事們已經擴展他們的技術為3D。

研究人員開始與一個更小的DNA磚鏈 - 只有32個鹼基長 - ，包含四個地區比可以綁定到相鄰的四個DNA磚股。

磚牆連接，通過90° ，因此可以打造出在三個方向 - 上升，下降， - 創建一個堅實的“大師” DNA分子帆布的立方體包含數百磚。

與手工組裝LEGO結構相比，每一個DNA結構的自組裝由於這樣的事實，每一個與一個單獨的序列，確定其在納米結構中的最終位置編碼磚。

每個序列將被吸引到一個其他的互補序列，表示具體的形狀可以通過選擇不同的序列創建。

新的DNA磚技術的最大優勢是任意數量的結構可以毫不費力地從相同的主立方體，通過簡單地選擇特定DNA磚的子集，根據球隊。

 “我們已經取得了超過100種不同的形狀，這種方式（與一些含有複雜的腔，地物和渠道） ，所有這一切都是更複雜的三維DNA結構在過去的十年比任何更重要的是，額外的DNA磚。可以添加，刪除或修改獨立，不影響其他部分的結構， “尹說。

複雜的結構

研究人員聲稱，複雜的結構，可以使用DNA磚組裝技術將有助於推動現有的DNA納米技術的應用。

 例如，我們可以安排成有功能的設備可以作為可編程的分子探針，儀器儀表，生物成像和藥物運載工具技術相關的客體分子，陰，告訴physicsworld.com 。的結構也可以用於製造高通量的複合無機設備為電子和光子應用。

DNA磚結構也完全人工合成的，而DNA摺紙術是成功的一半生物。這潛在的應用範圍進一步擴展，殷補充道。

例如，通過使用合成聚合物，而不是自然形成的DNA ，我們可能能夠創造出更廣泛的不同的環境是穩定的功能結構。

該團隊目前正忙於改善其磚技術通過更仔細地酶法合成DNA的結構和序列的設計，更高質量的鏈和優化加工條件。

我們也想更好地理解動能途徑參與DNA組裝，尹說。

這項工作發表在“科學” 。

作者簡介

Belle DUME的是一個特約編輯nanotechweb.org的

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/nov/30/complex-3d-nanostructures-built-using-dna-bricks