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单螺旋DNA模板辅助构建钯金属纳米线

纳米线(Nanowire)是一种在横向上被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构,在新一代感应器、纳米电子设备、纳米药物等方面具有广泛用途。特定结构的纳米线可以控制它的各种特性,因此从微观上精确控制纳米线的组成结构是关键所在。

单螺旋DNA模板辅助构建钯金属纳米线一个由美国和欧洲科学家组成的研究组发明了一种技术,通过由腺嘌呤(adenine)碱基构成的单螺旋DNA结构作为模版,引导钯(Palladium)离子有序地绑定在特定的位置成为另一个螺旋结构,两者一起形成一个有着DNA双螺旋结构的纳米线。DNA近年来成为纳米科技领域一个重要的工具,因为通过碱基排列的顺序,可以“编码”控制最终搭建的结构。研究人员常把金属分子整合到DNA结构之内,这能够赋予纳米材料诸如光活性、导电性、磁性和催化活性等各种各样的特性。因为金属离子可以绑定在DNA结构内的多个位置,所以控制金属分子与DNA结构的整合不是一件容易的事情。这份研究找到了一个办法,让钯离子有规律地绑定在DNA单螺旋结构上。单螺旋DNA模板辅助构建钯金属纳米线研究人员造出一种特定的钯配体结构,这个配体呈芳香烃的环状,能够绑定钯离子四个绑定点中的三个,使得钯离子只剩下一个绑定点可以和DNA绑定。如此,钯离子只会绑定到腺嘌呤碱基的特定部位——氮原子上。而且,这个配体还含有氧原子,易与腺嘌呤碱基内的氢键结合。研究称,这样搭建出来的结构与常见的DNA双螺旋结构一模一样,可是因为现在这个结构由钯离子控制、自动组成,导致最终造出的新结构比天然的双螺旋结构更牢固。研究组表示,下一步将探索怎样调整配体,赋予这种纳米线各种物理特性。这份研究2月9日发表于《应用化学》(Angewandte Chemie)期刊。

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