奈米微粒可協助製造三維DNA奈米管
- 上線日期：2009/2/3 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家首度利用金奈米微粒，引導DNA形成奈米級微管、環及螺旋結構。這項由亞歷桑那州立大學的Hao Yan及Yan Liu所得到的研究成果，不但是「結構DNA奈米技術」(structural DNA nanotechnology)領域的一大進展，也許很快就能應用在新一代的超微小電子與生醫創新中。
DNA片段會根據A,C,T及G等四種化學鹼基的配對規則而結合，當DNA按特定編碼合成結構蛋白質，便成為生物細胞壁、血管、組織與器官的基本構成要素。DNA也能經由人工誘導形成穩定的結構，上述研究便是由矽藻的精巧結構汲取靈感。矽藻具有功能不同的自組裝蛋白質結構，它們通常是有機/無機材料精心自組裝排列的結果。研究結構DNA奈米技術的科學家們已證明預製(pre-fab)的DNA片段能經誘導進行自組裝，形成類似「磚塊」("tiles")的基本奈米結構，再透過鹼基配對拼湊形成更大的陣列。
為合成分子級的三維結構，Yan的團隊使用可置於單股DNA上的金奈米微粒，金微粒會產生具有「空間阻礙」(steric hindrance)效果的作用力，迫使單股DNA彎曲偏離微粒，捲成直徑約30至180 nm的封閉環、彈簧狀螺旋或套疊的環。上述作育力的大小取決於微粒尺寸，直徑5 nm的金粒子能使DNA片段捲曲並接上鄰近的互補片段，形成封閉的環及螺旋。10 nm的粒子的作用力更大，能DNA片段更加捲曲形成封閉的微管。Yan強調，粒子不僅引導自組成的方向，參與組裝過程，也是誘發奈米管形成的活性媒介。
DNA奈米管可望很快加入奈米碳管的行列，提供可撓、有彈性及可操縱的分子級結構，以便未來應用在光度學(photometry)、光伏電池(photovoltaics)、觸控式螢幕、可撓式顯示器及生醫領域中。Yan及Liu相信帶有奈米微粒的可控制奈米管能應用在細胞通訊的電子通道設計上，或用來建構各種奈米電子元件。詳見2009年1月的Science。
原始網站: http://www.physorg.com/news150048949.html
譯者:劉怡萱(逢甲大學光電學系)
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