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Fabrication of Gold Nanorings-based Functional Nanostructures by virtue of DNA Nanotechnology

利用 DNA 纳米技术制备金纳米环基功能纳米结构

基本信息

批准号：
22KF0356
负责人：
葛谷明紀
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kansai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0356/
关键词：
DNAオリガミ

项目摘要

研究開始時の計画に従い、環状かつチューブ状のDNAオリガミ構造体の設計と構築をほぼ完了した。当初は半円形の構造体を２分子集積化する設計を検討していたが、複数回の設計変更を経ても全体的な歪みを解消しきることができず、結果としてらせん状に重合した構造体の形成を抑えることができなかった。そこで方針を変更し、およそ120°の形状をもつ３分子の構造体を自己集合させることとした。チューブ状構造体を新たに設計し、必要なステープル鎖を注文した。これを用いて、一般的なアニーリング条件でDNAオリガミを形成させた結果、直径100 nmの環状構造体を原子間力顕微鏡で多数観察することに成功した。最適化した設計では、らせん状に高分子化した副生成物はほとんど形成されなかった。一方で、環状構造体が筒状に二量化したものが一部に観察されたが、アガロースゲル電気泳動で精製するなどの手法で問題なく除去できると予想している。環状構造体の構築を達成したため、さらに構造体の内側に形成させておいた空隙内で無電解めっきを行う系の構築にも着手した。具体的には、空隙に面したステープル鎖に一本鎖DNAを延長し、これと相補的なDNA鎖に硫黄原子を導入する。この方法としては、チオール修飾したDNAを用いる一般的な手法に加えて、ホスホロチオエートが活用できないかも検討するため、必要な化学修飾DNAを調達した。また次年度以降に検討する[2]カテナン構造体を形成させるため、モノマーユニットがx字型に絡み合ったかたちで二量化させるための結合部に関しても、その設計をほぼ完了した。

At the beginning of the study, the design and construction of the structure of DNA in the shape of a ring was completed. The design of the first semi-circular structure 2 molecular aggregation is discussed, and the design of the multiple loop is changed to the overall solution of the problem. As a result, the formation of the semi-circular structure is suppressed. The policy is changed, the shape is changed, and the molecular structure is changed. A new type of structure is needed. The results showed that most of the ring structures with a diameter of 100 nm were observed successfully under normal conditions. Optimization of design is the result of polymerization. A square, circular structure with a cylindrical shape and a circular shape. The construction of the ring structure is completed and the inner side of the structure is formed. In the gap, there is no electrolysis. The construction of the ring structure is started. Specifically, the gap between the DNA lock and the sulfur atom is introduced. The method of DNA modification is based on the general method of DNA modification. In the next year, the structure was formed in the shape of an X. The design was completed.