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《自然》:美开发DNA序列分拣碳纳米管新法

  “自然”:美国开发一种用于分选碳纳米管的新型DNA测序方法

  碳纳米管是长而细的石墨圆柱体,具有许多电子和热力学特性。这些特征随着碳纳米管的形状和结构而变化。已经发现,碳纳米管的多样性使其能够用于电子,激光,传感器和生物医学以及复合材料中的增强元素。目前可用于生产碳纳米管的是各种厚度和对称性(或空间螺旋特征)的各种碳纳米管产物的混合物。在使用这些不同的碳纳米管之前,需要将它们拆解,根据其电子特性进行分类并筛选出来。然而,从单壁纳米管混合物系统地选择具有相同电子特性的碳纳米管是一个理想的目标,并且迄今为止被证明是不可克服的障碍。在最近的“自然”杂志上,杜邦和利哈伊大学的科学家团队表示,他们在碳纳米管(CNTs)生产方面取得了突破性成功开发了一种基于DNA的方法,用于从碳纳米管混合物中分选出特定类型的碳纳米管。自然散文的作者是郑明,涂小敏,Anand Jagurtha和Sucese West Manuchar(都是音译)。其中,郑明,涂晓敏是杜邦研究中心的科学家;贾古塔是黎海大学化学工程教授,马努·哈尔是李海大学化学工程硕士,他们的论文题为“用于碳纳米管特殊结构的识别和分离的DNA序列”。据报道,早在2003年,麻省理工学院杜邦科技和伊利诺伊大学的科学家已经开发了一个研究小组,使用碳纳米管的单螺旋DNA和阴离子交换色谱来筛选金属碳纳米管,并在科学杂志上发表了一篇关于研究进展的文章,然后小组负责人与杜邦郑明和贾古塔,新的研究表明,在2003年的基础上,科学家已经取得了显着的进展,他们现在鉴定了20多个识别碳纳米管类型的短DNA序列,可以整理出特定类型的碳纳米管从碳纳米管的混合物,目前的实验研究在杜邦由郑明和涂小敏进行,而Jogurtha a Manuchar利用分子模型构建了结构模型。研究人员说,这种新方法使用专门的DNA序列从碳纳米管混合物中挑选出12种主要的单空间螺旋特征半导体碳纳米管,其分选能力满足基础研究和应用开发需求。 Jagurtha说,如果选择的DNA序列是正确的,它识别特定类型的碳纳米管,同时有助于从多个碳纳米管中分选碳纳米管。他认为,这样的实际成果进一步增加了大规模生产碳纳米管的可能性。那么,DNA序列是如何鉴别和分选不同的碳纳米管呢?研究小组表示,这与DNA本身能够使DNA围绕碳纳米管形成不同于其自身常见双螺旋的结构有关。 Jaguta介绍说,碳纳米管的圆柱形结构对DNA是不熟悉的。然而,研究人员允许DNA吸附到不同的结构化表面。如果表面像碳纳米管一样是圆柱形的,那么就可以得到所谓的β桶变形体。虽然研究人员还没有足够的证据来证明他们的猜测,但他们认为间接证据强烈支持他们的观点。他们认为,DNA可以在识别特定的碳纳米管的同时形成一个完美有序的结构,正如生物分子可以通过结构相互识别一样。 Jagurtha认为,新的研究在生物医学分支中具有特殊的意义。碳纳米管的潜在应用之一是将碳纳米管放置在基底上并释放体内的细胞。他还表示,人们对生物医学应用的研究非常感兴趣。如何解释DNA和纳米材料之间的相互作用?碳纳米管是否对人体有害?这是一个非常开放的地区。点击

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