[发明专利]有序金立方纳米簇以及有序金立方纳米簇的制备方法

说明书

本发明公开了一种有序金立方纳米簇以及有序金立方纳米簇的制备方法，属于DNA纳米技术领域。有序金立方纳米簇包括DNA折纸单体与金立方单聚体，DNA折纸单体上设有捕获链和连接边链，捕获链用于连接金立方单聚体；连接边链包括特定序列的黏性末端，用于以互补连接的方式将多个DNA折纸单体组装成DNA折纸框架。本发明的DNA折纸单体通过特定序列的黏性末端互补实现连接，组装成预设形状的DNA折纸框架，解决了DNA折纸技术构建平台时的尺寸缺陷，进一步的，通过在DNA折纸单体上连接金立方单聚体，形成预设形状的有序金立方纳米簇；同时，DNA折纸框架还具备手形，辅助杂交其他纳米粒子得到具有耦合效应的聚集体，可能得到在宏观尺度内无法得到的特殊光学现象。

技术领域

本发明涉及一种有序金立方纳米簇以及有序金立方纳米簇的制备方法，属于DNA纳米技术领域。

背景技术

目前，自下而上地将纳米级别物体自组装成预设形状的结构是纳米领域非常重要的一个方向，这意味着人类可以跨越尺度的概念，在微观层面上对纳米尺度的颗粒进行精确调控，而由此构建出的多种有序的纳米材料在很多光学性能上会优于传统材料，有可能带来一个产业的革新。

DNA纳米技术是近年来新兴的交叉学科。1982年，Nadrian Seeman教授创新性地提出了一个概念：可否利用DNA的特异性碱基互补配对能力自组装成分枝状的纳米结构，这标志着DNA纳米技术的诞生。2006年Rothmund提出了一种新的自组装策略，其基本思路是将一条长的DNA单链(M13mp18)折叠成特定的形状，用很多条短的“订书钉链”杂交来固定该形状，这称为DNA折纸(DNA origami)技术，它是DNA纳米技术的里程碑，这一技术吸引了来自化学、生物学、材料科学等不同研究领域科学家的广泛关注。短短几年时间内，基于DNA折纸术的研究已经有了令人瞩目的发展，令人眼花缭乱的纳米图形和纳米结构应运而生，充分展示出了DNA折纸自组装技术的优势。

DNA纳米技术旨在以最高的准确性和控制力来组织物质，这种控制将形成纳米电子学、纳米机器人学、可编程化学合成、支架式晶体以及对环境作出响应的纳米级系统。结构DNA纳米技术是实现这一目标的最有力途径之一，它结合了强大的分支型DNA，这些DNA具有可编程的粘性末端以及亲和控制力，它的成功包括物质的形成：2D晶体、3D晶体、纳米机械装置以及这些物质的各种组合。然而，对于复杂的超级结构体而言，传统的纳米级制造方法可重复性低、耗时多、复杂度高，不能真正达到纳米级的精确控制，而且，一些结构和功能多样的纳米分子装置和机器会受到构建平台大小的限制和影响。

有鉴于此，确有必要提出一种基于DNA折纸技术的超级组装方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有序金立方纳米簇以及有序金立方纳米簇的制备方法，该方法基于DNA折纸技术可以超级组装成任意形状的分子组装体。

为实现上述目的，本发明提供了一种有序金立方纳米簇，所述有序金立方纳米簇包括DNA折纸单体与金立方单聚体，所述DNA折纸单体上设有捕获链和连接边链，所述捕获链用于连接所述金立方单聚体；所述连接边链包括特定序列的黏性末端，用于以互补连接的方式将多个所述DNA折纸单体组装成DNA折纸框架。

作为本发明的进一步改进，所述DNA折纸单体为十字形DNA折纸单体，所述连接边链设置在所述十字形DNA折纸单体的边缘，且所述十字形DNA折纸单体的至少一端设置有所述连接边链。

作为本发明的进一步改进，所述连接边链设有六种，六种所述连接边链通过特定序列的黏性末端互补，以形成三套连接双链，多个所述DNA折纸单体之间形成至少一套连接双链。

作为本发明的进一步改进，所述DNA折纸单体包括A型DNA折纸单体和B型DNA折纸单体，所述A型DNA折纸单体旋转90°得到B型DNA折纸单体。