近日,国家纳米科学中心丁宝全课题组在利用DNA自组装结构调控图案化二氧化硅定位合成方面取得新进展。相关研究成果以“Site-specific Synthesis of Silica Nanostructures on DNA Origami Templates”为题目在线发表于先进材料 (Advanced Materials 2020, DOI: 10.1002/adma.202000294)。
二氧化硅是一种自然界常见的无机非金属材料,在生物矿化以及纳米材料构筑领域有着广泛的应用。如何制备具有特定尺寸且形貌可控的二氧化硅纳米结构,是纳米科学领域的难点问题之一。DNA自组装结构具有强大的可编程性和精确的定位修饰特点,是构筑二氧化硅纳米结构的有力工具。已报道的利用DNA为模板引导合成二氧化硅纳米结构的工作,是利用DNA结构表面带负电荷的磷酸骨架与带正电荷的硅氧烷前驱体相互作用,使前驱体沿DNA结构骨架或表面水解,最终形成包覆整个DNA纳米结构表面的二氧化硅结构。这种全包裹的方法会导致DNA结构失去其重要的表面定位功能修饰的特点,后续多组分复杂结构的构建会非常困难。因此,如何实现自组装结构表面二氧化硅的可控定位合成是一项重要挑战。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202000294。
图1. DNA自组装结构引导的二氧化硅纳米结构位点可控合成示意图。
图2. (a)利用多种DNA折纸结构模板实现二氧化硅纳米结构的图案化定制合成;
(b)利用三角形DNA折纸结构模板构建二氧化硅-金球复合结构,为实现进一步功能体系的构筑提供可能。