DNA介导的胶体颗粒表面区域选择性修饰及组装

▲第一作者：丁龙江，陈晓亮

通讯作者：姚广保

通讯单位：上海交通大学化学化工学院，变革性分子前沿科学中心, 国家转化医学研究中心

论文DOI: 10.1039/D2CS00845A

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近期，上海交通大学姚广保团队在Chemical Society Reviews期刊上发表了题为“DNA-mediated regioselective encoding of colloids for programmable self-assembly”的综述性文章，对DNA介导的胶体颗粒表面区域选择性修饰及组装的研究进展进行了系统性总结，并对该领域面临的挑战进行了展望。

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背景介绍

如何进一步推动化学自组装是本世纪最重要的科学问题之一。胶体自组装是一种自下而上的技术，可用于任意定制具有特定功能的材料。由于DNA碱基配对的可编程性，通过使用DNA对胶体颗粒进行表面修饰，已成为对胶体进行可编程组装的一种重要方法。对于那些需要特异、定向和正交相互作用的组装过程，则需要对胶体颗粒的表面进行区域选择性编码。近年来，随着表面化学的发展，已经可以实现对胶体颗粒的表面进行DNA选择性修饰。其中，结构DNA纳米技术提供了一种简单而强大的设计策略，利用DNA纳米结构独特的可寻址能力，极大地丰富了可构筑的胶体自组装结构。本综述系统性地总结了DNA介导的胶体颗粒表面区域选择性编码的最新进展，重点关注区域选择性编码的引入方式以及区域选择性的DNA识别能力在胶体自组装中的关键作用。

▲图1. 基于DNA的胶体颗粒表面区域性编码总结示意图。

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本文亮点

本综述将基于DNA的胶体颗粒表面区域选择性编码方法归纳为三大类：（1）数量特定的DNA分子，（2）DNA补丁，（3）DNA折纸外壳。以此为基础，详细介绍了每种修饰方法的发展过程和现状，总结了每种方法的特点以及相应的胶体组装结构，并对其组装结构的性质特点进行了讨论，重点突出基于DNA的区域选择性修饰在提高胶体组装可编程性和复杂性方面的优势。

▲图2. DNA介导的胶体颗粒表面区域选择性编码方法概述。

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总结与展望

 DNA介导的胶体颗粒表面区域性编码已经取得了明显的进展，但仍然存在亟待解决的问题。比如，

（1）现有的每种方法仅适用于特定的胶体颗粒尺寸范围；

（2）区域选择性DNA键在胶体自组装中的作用尚未充分挖掘；

（3）需要更加强大便捷的表征方法对形成的组装体进行全面深入的结构分析；

（4）DNA介导的区域选择性胶体组装领域的未来研究应该着重解决应用导向的需求。

本文源于疫情隔离期间的文献工作总结，愿疫情永不再见，愿付出就会有汇报，愿世界和平。

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原文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cs/d2cs00845a

转自：“研之成理”微信公众号

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