利用 DNA 改进晶体工程

08年2023月XNUMX日（Nanowerk新闻) 根据最近发表在《自然》杂志上的一项研究，西北大学的研究人员已经证明，微调 DNA 相互作用强度可以改善胶体晶体工程，从而增强其在创建一系列功能性纳米材料方面的用途。 ACS纳米 (“Programming Nucleation and Growth in Colloidal Crystals Using DNA”）。查德·米尔金博士是该研究的资深作者，他是血液学和肿瘤学系的医学教授、西北大学温伯格艺术与科学学院的乔治·B·拉斯曼化学教授、国际纳米技术研究所所长。 DNA 胶体晶体工程涉及将纳米颗粒修改为可编程原子等效物（PAE），用于形成胶体晶体，然后可用于设计可编程的合成 DNA 序列。最近，该过程的重点是控制晶体尺寸和形状，然而，即使使用现有的方法，也很难将晶体形成或成核和生长分开。 显示核壳晶体示意图的图像；红色区域包含带有“种子”DNA 的金纳米颗粒，黄色外壳区域包含带有“生长”DNA 的银纳米颗粒。 （图片：Mirkin 实验室）“新晶体可以在整个过程中成核，而现有晶体在整个过程中不断生长，因此您可能会在过程后期形成一些非常小的晶体，而在整个过程中会形成大晶体，并且就晶体的大小而言，最终会得到非常不均匀的群体。因此，试图将生长与初始晶体形成这两个事件分开，是我们想要解决的问题。”温伯格艺术与科学学院化学系博士生兼共同领导者 Kaitlin Landy 说道。该研究的作者。在这项研究中，Mirkin 的团队探索了如何利用 DNA 相互作用强度来分离胶体结晶中的成核和生长。为此，该团队创建了两组互补纳米颗粒：一组包含互补碱基对，称为“种子”PAE，另一组包含不匹配的碱基对，以形成“生长”PAE。 “所以，你的初始晶体[‘种子’粒子]正在形成溶液，然后稍后你的较弱的晶体[‘生长’粒子]能够在已经存在的晶体上生长，”凯尔·吉布森说米尔金实验室的博士后研究员，也是该研究的共同主要作者。使用这种方法，研究人员能够提高晶体均匀性。他们还可以独立选择纳米颗粒和 DNA 壳序列，并基本上将它们混合和匹配，从而使他们能够将不同类型的材料合并到晶体中。 “我们认为真正有力的一件事是思考如何通过使用不同的粒子核心来跟踪这些[结晶]过程，”吉布森补充道。兰迪说：“这种方法可用于在一个步骤中制造这些有趣的核壳结构，而以前这需要多个步骤，在第二个生长步骤之前对第一个晶体进行合成后稳定。” “利用这两种不同的 DNA 相互作用强度，如果我们能够从根本上标记出不同类型的粒子在最终结构中的位置，那么研究这些基本问题就会很有用。”

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• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62958.php