Figur A:Beräknad fördelning av interpartikelseparation, r, för dimerer länkade av antingen en eller fyra DNA-kedjor. Den genomsnittliga separationen minskade med ökande antal partikelförbindande kedjor.
Ljus- och röntgenspridningsexperiment har avslöjat strukturen hos nanopartikeldimerer länkade av flexibla DNA-kedjor. Dessa dimerer var grundenheter i en multi-skala, hierarkisk församling, och fungerade som ett modellsystem för att förstå DNA-medierade interaktioner, särskilt i den icke-triviala regimen när nanopartikel- och DNA-länkarna var jämförbara i storlek. Vi fann att separationen mellan partiklar i dimeren primärt kontrollerades av antalet länkande DNA. Forskare sammanfattar sina fynd i en enkel modell som fångade samspelet mellan antalet DNA-bryggor, deras längd, krökning av nanopartiklar, och de uteslutna volymeffekterna. Vi visade utmärkt överensstämmelse med vår analytiska modell med både våra experimentella och beräkningsresultat, utan användning av fria parametrar i modellen.
Som byggstenar i flerskaliga sammansättningar, DNA-kopplade nanopartikeldimerer är utmärkta modellsystem för att förstå kedjeförmedlade interaktioner mellan partiklar. Resultaten av denna studie kan tjäna som vägledning för utformningen av exakt kontrollerade avstånd inom nanoskala -kluster; sådan kontroll är absolut nödvändig för energiöverföring och biodetektionsfunktioner, bland andra applikationer.
Figur B:Simuleringsprotokoll för dimerbildning av två DNA-belagda NP:er sammankopplade med fyra länkar. (a) Två DNA-belagda NP:er och fyra linkers (rosa strängar) är belägna på slumpmässiga positioner. (b) Fyra strängar av ett halvklot i varje NP väljs slumpmässigt. (c) Hybridisering sker mellan länkarna och strängarna av vänster NP. (d) Hybridisering med andra NP följt av ekvilibrering.
Detaljer:
