科技日報訊 據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道,，美國能源部布魯克海文國家實驗室科學家開發(fā)出一種DNA“連接器”,，能像繩索一樣把納米棒規(guī)則地連接一起，形成一種“繩梯”似的帶狀結(jié)構(gòu),。研究人員指出,，這種組裝是由DNA“繩索”間的共同作用而實現(xiàn)，有望帶來一種新型納米纖維,，并賦予其人們想要的各種屬性,。相關(guān)論文發(fā)表在美國化學協(xié)會的《ACS納米》雜志上。
人們都知道DNA分子鏈在生命體中攜帶遺傳信息,。而用合成DNA作為分子膠,，可以引導納米粒子自行組裝。當DNA含有互補的核苷酸堿基對時,，這種分子鏈會像繩索似的,，把納米粒子拉在一起，在堿基不配對時抑制它們結(jié)合,。小心控制這種吸引力和抑制力,，是一種精密的納米工程,。
在最新研究中，研究人員用黃金納米棒和DNA單鏈開發(fā)出了新的排列組合,，通過互補DNA繩索把相鄰的納米棒連接在一起，并檢驗了多種連接組合的效果,。然后,，他們用紫外光譜儀和同步加速器光源X射線散射技術(shù)，結(jié)合電子顯微鏡對組裝結(jié)構(gòu)進行了探測,，了解了整個組裝過程是怎么進行的,。
經(jīng)多種分析方法證明，在早期組裝階段,，納米棒排成了像繩梯一樣的帶子,，隨后會把這些帶子堆疊起來，最后成為較大的三維堆積體,，因為在繩梯帶子之間形成了DNA連接橋,。這種分階段的組裝過程，稱為多級組裝,，存在于許多生物系統(tǒng)的自組裝中,，如氨基酸先連接成長鏈，然后把長鏈折疊起來形成功能蛋白質(zhì),。
這種階梯式的組裝性質(zhì)也表明,，分級過程可能會在中間階段停止。研究人員演示了用DNA“阻隔”鏈,，可以把剩下的自由繩索以線性帶狀結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,，避免了下個階段形成堆積結(jié)構(gòu)。
這種“繩梯”狀排列,，是因為打破了納米棒的基本對稱,。論文領(lǐng)導作者、布魯克海文物理學家奧萊格·岡說：“這是一種全新的自組裝機制,，不是對分子領(lǐng)域或微觀系統(tǒng)的直接模擬,。在‘繩梯’階段打斷下一步組裝過程，有望帶來一種線性結(jié)構(gòu)纖維,，并賦予其人們想要的屬性,。比如控制胞質(zhì)基因或熒光屬性，我們可以造出一種納米聚光器或光導,，并能按需要開關(guān)它們,。”（常麗君）
