DNA自组装/DNA折纸术技术服务

DNA自组装/DNA折纸术服务

我们可以提供DNA折纸项目的所有步骤，提供预制结构和自定义设计，以及装配、纯化、质量控制和直接成像的DNA折纸纳米结构，利用透射电子显微镜检查单个纳米结构并确认装配正确。设计的DNA纳米结构可广泛应用于光刻技术、荧光标记、靶向药物输送、核磁共振液晶、纳米电子学器件、脂质膜通道器件等。

1、可以设计任意形状的纳米结构，如两维或三维、刚性或柔性、实心或空心纳米结构形状等， 这些纳米结构形状在溶液中可以存放数月，冷冻和干燥条件下可保持其形状。 以下为已改造的图形例子：

2、可在纳米结构上的任何位置引入广泛的化学修饰，如荧光染料、胺类、硫醇、马来酰亚胺、叠氮化等多种修饰，共价修饰到结构并确保位置准确。

3、可对纳米结构进行工程化设计，如设计为灵活的关节和可切换的锁，可由外部信号触发其复杂功能。

DNA自组装技术介绍

DNA自组装技术是近年的新兴领域，涉及分子机器，基因操控和纳米器件等多个领域。早在上世纪60年代，诺贝尔奖获得者Feynman博士就已经提出分子层面自组装的概念。即利用纳米分子的微小尺度，通过纳米器件相互作用，实现和完成特定任务。2016年，诺贝尔化学奖就被授予了三位“分子机器”领域的研究学者。随着近年来DNA纳米技术的发展，利用DNA分子的微小性、超强并行操作性、低耗能性和特异性杂交性等，使得DNA自组装技术在遗传信息处理、复杂纳米结构组装、纳米机器和纳电子学等多个领域得到广泛的研究。如，单分子测序、纳米“电路”、自组装检测芯片以及分子智能机器等。因此围绕DNA自组装技术，对生物医学工程的若干领域展开相关研究具有重要意义。

1. DNA计算

      近年来，DNA计算发展迅速，异军突起，成为有广泛应用前景的前沿研究领域，其逐渐在计算、生物、信息等多个学科得到应用。由于DNA分子的天然特性：特异性杂交、超强并行操作和微小性等，使得DNA计算成为下一代信息处理技术的研究热点。同时，DNA分子具有高密信息储存能力以及强大的并行运算能力，其不仅是稳定的遗传物质，还在纳微电子和纳米材料方面有着得天独厚的优势。随着DNA纳米技术的发展，DNA计算系统因其高度的并行性、良好的相容性以及较强的控制能力引起了科学家的广泛关注。随着现代科学技术的发展，传统计算机的存储量和并行性运算能力日趋受限，为了满足日益增长的大规模运算需求，发展高性能计算机就成了目前世界各国的首要任务。因此，DNA 计算和量子计算等新型计算技术逐渐走上前台。

      目前，DNA 计算已经成为研究热点，与其相结合的各类控制技术手段主要有如下几类：（1）基于链置换的DNA计算技术：利用分子系统趋向于最低能级，通过特异性识别实现释放和捕捉等操控；（2）基于核酶的DNA计算技术：结合DNA核酶的特异性识别，对特定结构或序列实现切割；（3）DNA计算的瓦片模型：先通过DNA分子组成较小的瓦片结构，再进行二级结构的拼接，从而实现计算过程；（4）基于纳米颗粒的DNA计算技术：利用纳米金颗粒和DNA的连接或纳米金颗粒对荧光的淬灭作用，进行计算操控；（5）基于SiO2的DNA计算技术：通过对SiO2纳米孔口开闭的控制，达到逻辑计算的目的；（6）细胞内DNA 计算技术：通过细胞的信号转导或细胞内分子转录，实现简单的分子逻辑计算；（7）其他DNA计算技术，包括表面DNA计算等。

2. 结合DNA自组装的纳米孔单分子检测技术

       传统的生物纳米孔单分子测序，其原理是通过电场驱动DNA穿过纳米孔道，对DNA序列进行碱基判读。然而，DNA自组装可以对纳米孔进行各种结构的改造和控制，从而增加了结构多样性和信息读取的精确性。而且，通过控制组装过程，可以做到实时的开闭和孔径大小调整，实现真正意义的可调控纳米孔测序。该项的研究极有可能引起单分子测序和生物信息获取领域的新技术变革。

3. 自组装DNA“可编程”纳米机器人

       “纳米机器人”的研制属于分子仿生学的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。通过DNA自组装，构建具有变构功能的可编程纳米机器人，并完成设计的规定动作，进而实现特定的功能。DNA纳米机器人可用于合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络。同时，这是一种相对应与传统电子机器人的一种全新研究，即“在体”（in vivo）或“湿”的细胞机器人，具有重要的研究价值和潜在应用。

4. 基于DNA自组装的纳米器件

       利用DNA自组装可以自下而上地组装的特点，可以精确生成各种形状的分子尺寸纳米器件，用以直接构建纳米器件、纳微芯片和电光微传感器等。另外，利用将DNA刻蚀技术，与纳米流控微电子技术结合，可以获得精细的微芯片结构。结合目前生物信息领域的需求，该方法可广泛应用于高通量基因测序、系统生物学和生物信息分析。

5. 检测生物大分子的纳米器件

       利用DNA复杂自组装，结合纳米颗粒修饰和纳米孔技术，在特定位置和纳微空间实现近距离点阵效应，通过提高光吸收或转化效率，从而实现生物大分子的纳米信号检测。特别是针对特异空间结构的复杂大分子，可以从结构角度进行多层面的解析，获得更丰富的结构和性质信息。

6.自组装DNA纳米颗粒等离子/手性检测系统

       目前，纳米金属颗粒的等离子效应是研究热点，其可应用于纳米器件、纳米能源和纳米结构检测等多个领域。利用DNA自组装能够精准定位的特点，结合纳米金颗粒，通过控制颗粒的距离，进而实现表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance)的精细控制和操控。这类系统可以用于小分子精确检测以及三维分子结构变化的检测，在光电生物传感器、纳米光电器件以及纳微芯片制造领域中有着广阔的应用前景。