在众多生物矿物中,作为人体骨骼和牙齿主要无机组分的磷酸钙(CaP),其合成与结构设计倍受研究者亲睐。但由于存在非经典成核过程及复杂的相组成与变化,使得合成精细的CaP纳米结构困难重重。团队利用框架核酸为模版来诱导CaP纳米晶体的矿化过程,按照预设形貌制备出相应的几何结构,并因为CaP外壳的保护作用,使得DNA的环境耐受性得以增强,进一步拓宽了DNA纳米结构的应用领域。
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分子动力学模拟及同步辐射小角X射线散射数据揭示DNA四面体诱导CaP生长的早期过程
论文指出DNA磷酸骨架与Ca离子之间的亲和性以及可编码的DNA结构是控制CaP矿化以获得规定几何结构的关键,并且CaP外壳不仅可以保留框架核酸的结构信息,也能够作为保护层增加功能性核苷酸在细胞内的转运效率。团队认为,只要化学反应条件满足框架核酸的耐受范围,这种策略就有希望应用于诸如碳酸钙和金属氧化物等具有光学、电学和磁特性的众多无机材料的结晶控制中。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929419305509