研究目的
合成生物学的未来目标是构建人工系统，例如合成细胞，在其中可以从底层完全设计和构建不同的功能实体。实现这一目标需要富有启发性的策略来在时空上组合和排列众多功能构件。
研究成果
该研究表明，DNA纳米技术与液滴微流控技术的结合为在合成细胞内构建、操控和监测人工动态纳米结构提供了新可能。通过圆二色谱、透射电镜和共聚焦荧光成像证实了其具有可逆的pH触发重构特性。这项工作为未来实现刺激级联反应、模拟活细胞中的反应路径开辟了广阔前景。
研究不足
技术及应用方面的限制包括蛋白质纯化面临的挑战，以及关于真正合成细胞应仅含人造成分的争议。潜在的优化领域包括整合更复杂的功能，以及提高DNA纳米结构的稳定性和效率。
实验设计方法包括在细胞大小的微流控隔室内封装和驱动DNA组装的动态纳米结构。这些DNA纳米结构被修饰了pH敏感分子开关和用于光学反馈的等离子体探针。实验设计采用基于液滴的微流控技术进行分隔，从而实现芯片上的等离子体对映体分离和底物过滤。
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gold nanorod
10 nm x 38 nm
Sigma-Aldrich
Optical detection of the conformational changes inside a microfluidic droplet by circular dichroism (CD) spectroscopy.
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SYBR Green I
Staining the DNA nanostructures for fluorescence imaging.
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HFE-7500 oil
DuPont
Used as the oil phase in the microfluidic droplet formation.
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PFPE-PEG block-copolymer fluorosurfactants
Ran Biotechnologies Inc.
Droplet-stabilizing agent, preventing the fusion of the droplets when densely packed.
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Quartz SUPRASIL cuvette
0.1 mm
Hellma GmbH & Co. KG
Used for CD spectroscopy due to the high optical density of the surrounding oil phase.
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Philips CM 200 TEM
Philips
Visualization of the DNA origami structures with the AuNRs.
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J1500 Circular Dichroism Spectrometer
JASCO
Performing CD spectroscopy.
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Zeiss LSM 800 confocal
Carl Zeiss AG
Confocal imaging.
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Axio Vert.A1
Carl Zeiss AG
Monitoring the droplet formation process.
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Phantom v 2511
Vision Research
High-speed camera for monitoring the droplet formation process.
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