二維晶體與三維晶體相比，因其垂直方向上的厚度有限，內(nèi)部顆粒的相互作用展現(xiàn)出隨層數(shù)遞變的規(guī)律。目前，通過(guò)自下而上的方式已實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)材料的二維層狀晶體高質(zhì)量合成，如石墨烯和過(guò)渡金屬硫化物等，但類(lèi)似的方法并不適用于膠體尺度的納米粒子。DNA 折紙技術(shù)作為一種可編程的組裝方法，能夠精確地構(gòu)建結(jié)構(gòu)、同時(shí)能將納米粒子的特性與組裝分離開(kāi)來(lái)，為組裝層數(shù)可控的膠體納米粒子二維晶體創(chuàng)造了一個(gè)理想的平臺(tái)。 近日，南京大學(xué)的田野教授團(tuán)隊(duì)使用兩步法分級(jí)組裝的方式，成功實(shí)現(xiàn)了層數(shù)可控的DNA折紙晶體的合成。并且，與傳統(tǒng)的二維或三維晶體不同，層數(shù)可控的DNA折紙晶體厚度有限，但又不僅限于單層結(jié)構(gòu)，因此被定義為“2.5D”晶體。
該方法將組裝過(guò)程分為兩個(gè)步驟：多聚體合成（Step 1）和晶體合成（Step 2）；這意味著層的性質(zhì)，包括層數(shù)、層間距和表面形態(tài)，可以在每個(gè)步驟中進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)及定制。使用正交的DNA折紙八面體作為組裝單元，其六個(gè)連接位點(diǎn)按照垂直與水平方向被分為兩組，通過(guò)特異性的DNA互補(bǔ)片段設(shè)計(jì)，能夠在兩個(gè)步驟中分別控制多聚體中單體的連接個(gè)數(shù)及多聚體共組裝的連接位點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了層數(shù)一到五層、層間距不同、以及同時(shí)具有規(guī)則凸起和光滑兩種表面的晶體等在內(nèi)多種晶體定制。 該工作中，田野教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)分步組裝的方法成功實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)組裝方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的、層數(shù)可控的2.5D DNA折紙晶體的合成。同時(shí)，DNA 折紙的核酸骨架及中空內(nèi)核，允許進(jìn)一步的化學(xué)修飾和客體顆粒負(fù)載，有助于構(gòu)建可調(diào)的功能納米器件。 論文信息 Layer-Controllable “2.5D” DNA Origami Crystals Synthesized by a Hierarchical Assembly Strategy Xiaolin Xie, Min Ji, Xuehui Yan, Yifan Yu, Yong Wang, Ningning Ma, Prof.?Dr. Hang Xing, Prof.?Dr. Ye Tian 文章的第一作者是南京大學(xué)的博士研究生解曉琳。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202402312
