DNA开关能调控单个分子内电流

聂翠蓉

2017年02月23日07:45  来源:科技日报
 
原标题:DNA开关能调控单个分子内电流

  最新发现与创新

  科技日报北京2月22日电 (记者聂翠蓉)生命基本物质DNA(脱氧核糖核酸)非常适用于研制低成本微电子装置,因而备受科学家青睐。南京大学特聘教授陶农建带领中外学者团队通过化学修饰,研制出世界上首个可控制DNA开关,尺寸只有1纳米,能调控单个分子内电流。陶教授21日接受科技日报记者采访时表示,修饰后的DNA还为从分子水平研究与疾病有关的重要化学反应、新能源运用如光合作用等,提供了一种全新方法。

  陶农建课题组之前在操控DNA内电子流动方面曾取得多项突破。他们发现,DNA能表现出不同的行为方式,比如既能诱导电子表现出量子特性,像光波一样流动,也能让电子像在金属电线内一样“动如脱兔”,为开发基于DNA的纳米电子装置开创了一种全新思路。

  这次发表于《自然·通讯》网络版的新研究中,陶农建团队利用蒽醌衍生物(Aq)对DNA双螺旋结构进行了修饰。蒽醌是一种包含三个苯环的特殊结构,具有氧化还原性的功能团。陶农建团队将其插入DNA两个碱基对中间,获得了具有开关功能的Aq-DNA双螺旋。

  他们将DNA开关夹在两个电极中间制成三明治结构,并测试了其控制电场和导电的能力。结果表明,利用扫描隧道显微镜,可以像用手开关水龙头一样对插入蒽醌的DNA进行控制。他们还绘制出蒽醌控制DNA电子状态的3D图谱,根据图谱可以找到导电性能最强的位置,从而推算出需要与DNA结合的蒽醌数量,设计出理想的DNA开关。

(责编:熊旭、林露)

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