Picomolar Fingerprinting of Nucleic Acid Nanoparticles Using Solid-State Nanopores.
Picomolar Fingerprinting of Nucleic Acid Nanoparticles Using Solid-State Nanopores.
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DOI：
10.1021/acsnano.7b04923
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发表时间：
2017-10-24
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Wanunu M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alibakhshi MA;Halman JR;Wilson J;Aksimentiev A;Afonin KA;Wanunu M
核酸纳米颗粒（NANP）是一类新兴的具有可调形状和功能的可编程结构。它们作为基础生物物理学研究、分子传感和治疗应用的工具的前景需要在单粒子水平上对其进行检测和表征的方法。在这项工作中，我们研究了通过固态纳米孔的单个环形和立方体形状的NANP的电泳传输。在最佳纳米孔尺寸范围内，颗粒必须变形才能通过，这大大增加了它们在孔内的停留时间。当在高跨膜偏差下进行纳米孔测量时，这种非常长的停留时间允许检测皮摩尔量的NANP。在NANP混合物的情况下，通过纳米孔的单个颗粒的类型可以从单个电脉冲的分析中有效地确定。分子动力学模拟提供了对NANP运输的机械屏障的深入了解，并证实了两种类型的颗粒所观察到的信号幅度的差异。我们的研究为软可编程形状纳米颗粒的无标记分析奠定了基础。
Nucleic acid nanoparticles (NANPs) are an emerging class of programmable structures with tunable shape and function. Their promise as tools for fundamental biophysics studies, molecular sensing, and therapeutic applications necessitates methods for their detection and characterization at the single-particle level. In this work, we study electrophoretic transport of individual ring-shaped and cube-shaped NANPs through solid-state nanopores. In the optimal nanopore size range, the particles must deform to pass through, which considerably increases their residence time within the pore. Such anomalously long residence times permit detection of picomolar amounts of NANPs when nanopore measurements are carried out at a high transmembrane bias. In the case of a NANP mixture, the type of individual particle passing through nanopores can be efficiently determined from analysis of a single electrical pulse. Molecular dynamics simulations provide insight into the mechanical barrier to transport of the NANPs and corroborate the difference in the signal amplitudes observed for the two types of particles. Our study serves as a basis for label-free analysis of soft programmable-shape nanoparticles.
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影响因子：
14.8
作者：
通讯作者：
--
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DOI：
10.1515/rnan-2015-0001
发表时间：
2015-01
期刊：
DNA and RNA nanotechnology
影响因子：
--
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Dao BN;Viard M;Martins AN;Kasprzak WK;Shapiro BA;Afonin KA
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