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                  中外大學科研人員實現原子精確納米團簇的螺旋組裝

                  2021年07月06日 17:36 來源:中新網安徽

                    中新網安徽新聞7月6日電  (記者 吳蘭 通訊員 萬逸豪)記者6日從安徽醫科大學獲悉,該校生物醫學工程學院青年教師宋永波與美國卡內基梅隆大學、邁阿密大學科研人員合作實現了原子精確納米團簇的螺旋組裝,并在原子水平上解析了其形成機理。

                    這一研究成果近日發表在國際權威期刊《自然》(Nature)上。

                    共同第一作者為美國卡內基梅隆大學化學系李穎薇博士、美國邁阿密大學物理系周蒙博士和安徽醫科大學宋永波博士,通訊作者為美國卡內基梅隆大學化學系金榮超教授,宋永波是共同第一作者。這也是安徽醫科大學教師首次以共同第一作者身份在該雜志發表論文。

                    長久以來,利用脫氧核糖核酸的特殊性質,無機納米顆?梢詫ζ浔砻嫘揎椀姆绞綐嫿ǔ龈鞣N螺旋組裝。然而,當沒有這類生物配體存在時,螺旋結構往往難以實現,更無法解釋其形成機理。

                    鑒于此,該論文研究者們通過對納米團簇結構進行精確控制,得到了異質二聚結構的Au29團簇。結構解析顯示,該團簇分別繼承了Au30和Au28團簇一半的幾何和電子結構。此外,研究人員還發現Au29團簇在晶胞中展現出雙螺旋或四螺旋的組裝模式,并從原子水平深入解析了其形成機理。

                    “在雙螺旋結構中,我們觀察到Au29的兩個手性對映體,且每個對映體上都有四個不同的表面基序結構,兩個繼承自Au28,另兩個繼承自Au30。在自組裝中,任意Au29納米團簇的C1基序總是與相鄰對映體上的C3基序形成結構匹配,而L1基序總是與L3基序形成結構匹配。這就好比脫氧核糖核酸雙螺旋中的兩條鏈以及四個相配對的堿基(A與T,C與G),當納米顆粒相互靠近形成有序的超晶格時,各向異性的相互作用力使得Au29旋轉至每個納米團簇都能與相鄰團簇達到一種結構匹配上的平衡,從而最終形成雙(四)螺旋的自組裝結構!彼斡啦ㄔ诮榻B研究成果時表示,在無機納米顆粒的組裝中直接觀察到這種生物特征是非常神奇的,這為在原子水平上揭示有機體與無機體之間的共性提供了橋梁和探索途徑。

                    原子精確的納米團簇可以用來闡明常規納米顆粒至今無法闡述的問題,讓大家清楚地“看見”納米顆粒表面究竟有什么,納米顆粒之間的相互作用究竟如何發生,以及探索納米顆粒的組裝原理及功能調控。未來研究中,原子精確的納米團簇將會在自組裝及材料的結構-功能基礎研究中發揮更大的作用。

                  編輯:劉浩

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