一个具有可调节大腔体的三角形DNA纳米孔
2024-09-03109合成膜纳米孔领域的研究始终致力于模拟生物离子通道及其复杂功能。然而,研究人员在制造具有可调特性的稳定大孔纳米孔方面仍面临显著挑战。
传统的合成纳米孔在生物传感、测序及合成细胞等领域虽有应用,但其固定孔径和缺乏动态调控的局限性显著限制了功能多样性,导致其性能不及生物孔。
最近的一项研究提出了一种创新性的解决方案:一种具有可调节大腔室的三角形DNA纳米孔。研究人员通过以下关键创新成功应对了上述挑战:
三角形结构:纳米孔的三角形设计有效地增强了结构的稳定性,即便其孔腔面积在数十至数百平方纳米之间变化。
动态腔道调控:在特定的DNA结合刺激下,孔洞能够从扩张状态转变为收缩状态,从而模拟天然离子通道的功能。
机械门控机制:通过在三角形框架的三个角进行夹紧与释放操作,实现构象变化,从而精确调控孔径尺寸。
多功能性:纳米孔展现出卓越的分子传输能力,具备低噪声和可重复性的读数特性,使其在各类传感与运输应用中具有广泛适用性。
研究人员采用多种先进技术以确认纳米孔的结构与功能,包括透射电子显微镜成像、分子动力学模拟、巨单层囊泡(GUV,Vesicle Prep Pro)的流入实验,以及Orbit Mini的双层记录。这些方法为纳米孔的稳定结构及其按设计功能运作提供了可靠证据。
综上所述,本研究在合成纳米孔设计领域取得了显著突破,使其更接近于模仿生物系统的复杂功能。通过在保持结构稳定性的前提下调节孔径,这种纳米孔成为未来生物技术与纳米技术研究及应用中的强大工具。
Find the full article here: A lumen-tunable triangular DNA nanopore for molecular sensing and cross-membrane transport
Learn more about automated preparation of solvent-free GUVs: https://www.nanion.de/products/vesicle-prep-pro/ and lipid bilayer recordings : https://www.nanion.de/products/orbit-mini/