Nature最新进展：DNA折纸术搭档二氧化硅，随心所欲搭积木!

媒介

　　DNA折纸术是近来十多年流行起来的纳米分解的初级弄法。

　　北京工夫2018年7月17日傍晚，Nature在线发表了来自中国科学院上海利用物理钻研所、上海交通大学和美国Arizona State University等多家科研单元合作的功效，作者受自然界普遍存在的硅藻启迪，胜利地完成了具有SiO₂层包覆的DNA折纸纳米组装计谋(Nature, 2018, doi:10.1038/s41586-018-0332-7)。

　　第一作者：Xiaoguo Liu, Fei Zhang, Xinxin Jing

　　通信作者：Hao Yan和樊春海

　　第一单元：中国科学院上海利用物理钻研所

课题背景引见

    DNA的双螺旋构造，因为四个碱基单元特同性配对，两条单链的配合构造，这使得DNA的自组装玩出了许多初级把戏。

2006年DNA二维折纸术的横空诞生避世(Paul W. K. Rothemund， Nature 2006, 440, 297)

2017年DNA发生的二维折纸，曾经到达了微米级。借助于编程，能够发生蒙娜丽莎的浅笑。(Tikhomirov, G. et al. Nature(2017) 552, 67.)

    还能够如许玩：

DNA折纸的中国舆图图样，(QIAN Lulu等, Chinese Science Bulletin 2006 Vol. 51 No. 24 2973—2976)

    固然图样把握曾经靠近随心所欲的水平，但是DNA纳米技术还需求找到相宜的利用出口。与氧化物的复合是一种幻想的计谋。但是DNA折纸得到的纳米构造需求很高的离子浓度(如Mg)以保持稳定，这使得别的组分在DNA组装体的进一步聚集变得艰难。

　　来日诰日这篇Nature 文章在完成DNA表面的包覆SiO2层可控的包覆的同时，仍旧连结着DNA的庞大组装图案，并有用前进组装体的稳定性，作者将这类新的DNA折纸弄法称为：DNA硅化折纸术，DNA origami silicification (DOS)。

全文亮点

　　1. 基于分子动力学模仿的功效，将两种硅和磷酸前躯体的预先团聚计谋，使得硅源胜利地聚集到DNA骨架的表面中，完成了DNA-SiO2的复合构造修建。

　　2. 操纵此计谋，基于各种DNA折纸模板，分解了一维、二维和三维的多层级纳米组装体，其尺寸在10到1000nm。

　　3. 无定型SiO2层厚度可随发展工夫调理。

　　4. DNA-SiO2的杂化构造稳定性前进十倍。

图文快解

图1 DNA硅化折纸术，DNA origami silicification (DOS)的完成示狡计。

　　要点：分子动力学模仿启迪，TMAPS和TEOS两种前躯体预先组成小团簇，然后就可以够聚集于DNA组装体的表面。

　　图2 DOS组装体的多少构造把握。

　　图3 庞大构造也无压力

　　要点：EDS闪现Si/O/P的平均散布。

　　图4 DOS构造的纳米机器性能。

　　要点：a，五天的硅化反应后，DOS三角形的杨氏模量比传统的DNA折纸构造前进十倍。c，操纵AFM tip挤压DOS四周体考查其变形性。

　　f：将两个Au纳米棒组装到四周体的两条棱边上，硅化的DOS组装体刚性更好。

　　总而言之，思考到SiO2-DNA复合构造能够当作更好的三维载体，这项事情终极能够在新的光学体系、半导体纳米组成、纳米电子、纳米机器人和包罗药物输送在内的医疗利用范围具有广大的利用远景。