[發明專利]用DNA分子構造復雜納米形狀的方法

無效

• 申請號: 200710038297.0
• 申請日: 2007-03-22
• 公開（公告）號: CN101050228A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 賀林;錢璐璐;樊春海;張亞非;胡鈞;汪穎;王英;趙健
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C07H21/04
• 分類號: C07H21/04;C12N15/11
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 毛翠瑩

技術領域

本發明涉及一種用DNA分子構造復雜納米形狀(二維對稱納米結構、二維非對稱納米結構)的方法，以及將溶液中的DNA復雜納米形狀進一步轉化為金屬等其他材質并轉移至空氣中從而實現該方法在電子器件制造等方面的用途。屬于納米技術的圖形化加工領域。

背景技術

相比于傳統的自上而下的形狀構造方法，自下而上的自組裝方法無疑是重要的新型結構(特別是納米級結構)制造方法。DNA的知識和技術積累以及DNA自身的編碼能力使基于DNA的自組裝構造方法成為最有潛力的自組裝方法。

用DNA自組裝來構造納米級圖形的研究成果一直層出不窮。1989年，Seeman首次提出了一種十字形結構作為DNA自組裝的基本單元(Seeman?NC.Nanoscaleassembly?and?manipulation?of?branched?DNA：A?biological?starting?pointfor?nanotechnology.Lewis?J，Quel?JL，eds.Nanocon?Proceedings，NANOCON，P.O.Box?40176，Bellevue，WA?98004，1989.101-107)。之后，Yan等人將這種十字形結構進一步完善，自組裝成網格，并用AFM觀測到清晰的網格結構(Yan?H，Reif?JH，LaBean?TH.DNA-templated?self-assembly?of?protein?arraysand?highly?conductive?nanowires.Science，2003，301：1882-1884)。1998年，Winfree等人構造出DNA鏈纏繞成兩排的自組裝單元，稱為DX模塊，每個DX模塊都有4個黏性末端，可以自組裝成二維陣列(Winfree?E，Liu?F，SeemanNC.et?al.Design?and?self-assembly?of?two-dimensional?DNA?crystals.Nature，1998，394：539-544)。DX模塊通過設計可以自組裝成三角形(Rothemund?PW，Papadakis?N，Winfree?E.Algorithmic?self-assembly?of?DNASierpinski?triangles.PLoS?Biol，2004，2：2041-2053)以及管狀結構(Rothemund?PW，Ekani-Nkodo?A，Winfree?E，et?al.Design?andcharacterization?of?programmable?DNA?nanotubes.J?Am?Chem?Soc，2004，126：16344-16352)。2000年，LaBean等人又構造出DNA鏈纏繞成三排的自組裝單元，稱為TX模塊，每個TX模塊都有6個黏性末端，可以形成更為穩定的二維陣列(LaBean?TH，Reif?JH，Seeman?NC，et?al.Construction，analysis，ligation，and?self-assembly?of?DNA?triple?crossover?complexes.J?Am?ChemSoc，2000，122：1848-1860)。這些DNA自組裝的共同思路是由小的基本單元通過黏性末端的Watson-Click互補性拼接成大的圖形，基于這樣的特點，它們也形成了共同的局限性，即很難構造出不規則復雜圖形。2006年，Rothemund首次提出的一種全新的DNA自組裝的思路，即DNA“折紙術”成功地突破了這一局限，構造出了各種相對復雜的納米級形狀和圖案，取得了DNA自組裝領域的重大突破。目前，已有通過DNA“折紙術”折疊多種二維納米形狀的報道，如方形、矩形、五角星、笑臉等(Rothemund?PW.Folding?DNA?to?create?nanoscaleshapes?and?patterns.Nature，2006，440：297-302)。但是，這些納米形狀都是對稱的圖形，而且，這些納米形狀在由DNA自組裝成之后并沒有轉化成金屬等其他材質，同時也沒有從溶液中轉移至空氣中，從而極大的限制了復雜納米形狀在諸如電子器件制造等方面的用途。

經對現有技術的國內外文獻檢索，至今未見有構造更加復雜的非對稱納米形狀的研究報道，且沒有將溶液中的DNA復雜納米形狀轉移至空氣中的研究報道，也沒有將DNA復雜納米形狀金屬化并應用于電子器件制造方面的報道。

發明內容