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膜辅助的DNA折纸术停走扩散与晶格组装的单粒子追踪与超分辨率成像
摘要： DNA纳米结构因其纳米级精确的形状可配置性和多样的生化功能性，为模拟功能性生物膜组分提供了可能。我们在此展示，DNA纳米结构的扩散行为及其组装成更高阶的膜结合晶格可以以"走走停停"的方式被控制，且该过程可通过超分辨率成像进行监测。通过改变周围缓冲液中单价和二价阳离子的浓度，这些DNA结构可在玻璃支撑的脂质双分子层上实现瞬时固定。利用DNA-PAINT超分辨率显微镜，我们证实了不同形状的DNA折纸结构的固定效果。相比之下，在云母支撑的脂质双分子层上则观察到残余运动。当提高NaCl浓度并耗尽MgCl2时，大部分DNA结构会在两种基底上重新开始自由扩散。在加入一组能使三个Y形单体组装成三足形状（三脚架）的寡核苷酸后，这些三脚架结构可被固定并进行超分辨率观测。通过更换缓冲液并添加另一组寡核苷酸，可触发三脚架结构扩散并组装成六边形二维晶格。这种"走走停停"的成像技术为控制和观察DNA纳米结构在脂质膜上的扩散行为提供了方法，未来或可用于调控膜相关货物运输。
关键词： 单粒子追踪、DNA折纸术、扩散、超分辨率显微镜、脂质膜、DNA纳米技术
更新于2025-09-23 15:23:52
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DNA折纸术在原生和钝化二硫化钼基底上的沉积
摘要： 保持DNA折纸结构在基底上的结构完整性是成功制备基于DNA折纸/半导体的混合生物医学传感器器件的前提条件。二硫化钼（MoS2）因其卓越的电学、机械和结构特性，是这类未来传感器的理想基底。在本研究中，我们首次探究了DNA折纸与MoS2表面的相互作用。与DNA折纸在另一种原子级平整表面——云母上保持结构完整的相互作用不同，观察到DNA折纸结构在与MoS2接触时会迅速丧失其结构完整性。在后续一系列研究中，评估了芘和1-芘甲基胺作为可能缓解该效应的表面修饰剂。虽然两者都通过物理吸附在MoS2上形成吸附层，但1-芘甲基胺作为更好的保护剂，能显著延长结构的保存时间。这些发现将有助于未来DNA折纸/MoS2混合电子结构的制备。
关键词： 原子力显微镜（AFM）、二硫化钼（MoS2）、1-芘甲基胺、芘、DNA折纸术、表面修饰
更新于2025-09-23 15:22:29
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可重构等离子体手性：基础与应用
摘要： 分子手性是化学、生物学和医学中极为重要的几何特性。近年来，能呈现显著手征光学响应的等离子体纳米结构因其可定制且突出的光学特性而备受关注，这类结构能够模拟手性分子的特性。然而，此类人造结构的光学手性通常是静态的，且无法在制备后进行调控。本文概述了重构等离子体纳米和微米物体手征光学响应的不同策略。根据所采用的策略和刺激方式，可以重构手征光学特征、三维结构构象或两者兼而有之?；诰哂锌芍毓故中缘牡壤胱犹迥擅捉峁沟墓庋骷谑导视τ弥星绷薮螅溆τ梅段Ш瞧褡辉?、对映选择性分析、手性传感及催化等领域。
关键词： 等离子体激元学、光谱学、手性、DNA折纸术、圆二色性
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有形态无序和表面粗糙度的自组装等离子体超材料的光学响应鲁棒性
摘要： 自下而上制备金属化生物模板纳米结构以形成特定等离子体纳米谐振器，有望成为实现大规模光学超材料的方法。然而与自上而下方法不同，自组装纳米谐振器的随机生长易产生显著无序和表面粗糙度，这自然引出一个重要问题：结构缺陷对其谐振特性的稳健性影响如何？本研究开发了聚集-随机球体模型来模拟金属化DNA折纸组装的成核生长过程，从而获得具有实验观测到的真实形态无序和表面粗糙度的超原子。以经典开口环谐振器（SRR）结构为例，研究了不同粗糙度水平下超原子的谐振特性，揭示出光学响应对形态无序具有强耐受性。研究发现：即使引入剧烈粗糙度，SRR仍能呈现预期谐振（尽管相比理想光滑结构会出现线宽展宽），仅当导致SRR严重断裂的极端无序状态才会使谐振响应消失。该成果为自下而上制备多功能超材料及超器件展现了光明前景。
关键词： 自组装、DNA折纸术、超材料、超表面、表面粗糙度、形态无序
更新于2025-09-23 15:19:57
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微流控细胞尺寸隔室中DNA组装等离子体纳米结构的动态驱动
摘要： 分子马达蛋白是细胞动力学的基础。近期，相关研究已成功构建出基于DNA的仿生体，能够实现复杂的纳米级运动。然而，这类功能类似物尚未被整合至合成细胞内部运行，以实现完全自下而上构建人工生物系统的目标。在本研究中，我们将DNA组装的动态纳米结构封装于细胞尺寸的微流控腔室中。这些封装的DNA纳米结构不仅因pH敏感分子开关在外部刺激下呈现结构可重构性，还通过集成的等离子体探针实现了光学反馈功能。特别地，我们证明了微流控腔室化技术在实现芯片级等离子体对映体分离与底物过滤方面的优势。本研究表明，基于液滴的微流控技术与DNA技术这两大工具——分别提供微米级与纳米级的高精度操控能力——相结合能显著提升功能合成系统的复杂性与多样性。
关键词： 等离子体手性选择、基于液滴的微流控技术、DNA折纸术、等离子体纳米结构、pH开关
更新于2025-09-23 15:19:57
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由DNA折纸术控制的可重构等离子体纳米结构
摘要： 纳米材料精确的表面功能化及可重构能力对于构建具有特定功能的复杂纳米结构至关重要。本研究展示了一种可重构等离子体纳米结构的组装——该结构能随DNA链变化同时产生构象与等离子体特性改变。我们通过DNA折纸夹纳米结构表面定点排布不同尺寸的金纳米颗粒（AuNPs），并利用一系列链置换反应精确控制DNA折纸夹的开合状态，从而实现这些金纳米颗粒在两种构型间的模式切换。观测到的等离子体带位移证实了组装金纳米颗粒间等离子体相互作用的改变。本研究成功构建了具有可调等离子体相互作用的可重构纳米材料，将丰富基于DNA的功能性纳米机械工具库。
关键词： DNA折纸术，可重构纳米结构，金纳米粒子，等离子体纳米结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种具有环境无关读出功能的DNA折纸等离子体传感器
摘要： DNA折纸技术因其可重复性、灵活性、可扩展性和生物相容性而成为一项极具前景的技术。在众多潜在应用中，DNA折纸被提议作为药物递送工具和造影剂使用——当其与特定靶标相互作用引发构象变化时，可分别用于释放药物或产生物理信号。然而，无论是在识别过程还是信号读取过程中，其构象都应能抵抗介质特性（如压力、粘度及除目标识别外的任何非特异性相互作用）的影响。本研究报道了一种四方形DNA折纸/金纳米粒子杂化结构的读取稳健性：该结构在与特定DNA靶标相互作用时会发生构型改变，并通过等离子体特性的变化进行传导。我们分别检测了该结构在水溶液、固体载体和粘性凝胶三种不同介质中的响应情况，结果表明：一旦产生构象变化，其后续与环境发生的物理相互作用均不会影响该构象状态。
关键词： 分子检测、DNA折纸术、金纳米粒子、等离子体传感器
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用图案化照明的双倍精度定位显微镜技术
摘要： MINFLUX在单分子定位精度上实现了突破性进展，但视场范围有限。本研究在常规宽场成像系统中结合质心估算与照明模式诱导的光子计数变化，从而在典型微米级视场范围内提取位置信息。通过DNA-PAINT和STORM成像技术，我们在DNA折纸纳米结构和细胞内微管蛋白上证明：相同光子数条件下，该方法的定位精度较标准定位技术提升近两倍。
关键词： DNA折纸术、DNA-PAINT技术、图案化照明、微管蛋白、随机光学重建显微镜（STORM）、定位显微技术
更新于2025-09-12 10:27:22
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由DNA折纸术组装的可重构等离子体非对映异构体
摘要： 本文报道了基于DNA纳米技术的自组装可重构等离子体非对映异构体。通过动态DNA折纸平台组织了多达三个等离子体手性中心，每个手性中心均可独立控制实现左旋与右旋状态切换。由此，借助程序化DNA反应构建出具有八种等离子体立体异构体的复杂可重构手性等离子体非对映异构体。利用该体系，我们证实了手性中心间存在显著的近场耦合相互作用，且这种耦合对整体圆二色信号具有重要贡献。本研究为构建复杂动态手性等离子体结构及探究等离子体手性中心相互作用提供了重要的自下而上方法。
关键词： DNA折纸术、自组装、等离子体手性、手性中心、非对映异构体
更新于2025-09-12 10:27:22
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光控多巴胺在DNA折纸上的聚合反应（纳米级低分辨率）
摘要： 通过在DNA折纸上安装光敏聚合系统，可在纳米尺度上实现对聚多巴胺形成的时空控制。DNA模板上精确分布的G-四联体结构作为锚点，用于嵌入光敏剂原卟啉IX——在可见光照射下，该物质会引发多巴胺向聚多巴胺的多步氧化反应，在折纸框架的指定区域生成聚合物结构。这种光化学聚合过程能实现对聚多巴胺层形成的精准控制，只需简单开关光源即可调节。所得到的聚合物-DNA杂化材料展现出显著增强的稳定性，为通常受限于DNA敏感性的生物医学和化学应用开辟了道路。
关键词： DNA折纸术、DNA纳米管、光聚合、聚多巴胺、水中稳定性
更新于2025-09-11 14:15:04