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安徽醫科大學生物醫學工程學院青年教師宋永波與(yu) 合作者在金屬納米團簇研究方麵取得重要進展，實現了原子精確納米團簇的螺旋組裝，並在原子水平上解析了其形成機理。相關(guan) 成果日前發表於(yu) 《自然》。
長久以來，利用脫氧核糖核酸的特殊性質，無機納米顆粒可以通過對其表麵修飾的方式構建出各種螺旋組裝。然而，當沒有這類生物配體(ti) 存在時，螺旋結構往往難以實現，更無法解釋其形成機理。
宋永波與(yu) 合作者通過對納米團簇結構進行精確控製，得到了異質二聚結構的Au29團簇。結構解析顯示，該團簇分別繼承了Au30和Au28團簇一半的幾何和電子結構。此外，研究人員還發現Au29團簇在晶胞中展現出雙螺旋或四螺旋的組裝模式，並從(cong) 原子水平深入解析了其形成機理。
在雙螺旋結構中，他們(men) 觀察到Au29的兩(liang) 個(ge) 手性對映體(ti) ，且每個(ge) 對映體(ti) 上都有四個(ge) 不同的表麵基序結構，兩(liang) 個(ge) 繼承自Au28，另兩(liang) 個(ge) 繼承自Au30。在自組裝中，任意Au29納米團簇的C1基序總是與(yu) 相鄰對映體(ti) 上的C3基序形成結構匹配，而L1基序總是與(yu) L3基序形成結構匹配。當納米顆粒相互靠近形成有序的超晶格時，各向異性的相互作用力使得Au29旋轉至每個(ge) 納米團簇都能與(yu) 相鄰團簇達到一種結構匹配上的平衡，從(cong) 而最終形成雙（四）螺旋的自組裝結構。
原子精確的納米團簇可以用來闡明常規納米顆粒至今無法闡述的問題，讓大家清楚地“看見”納米顆粒表麵究竟有什麽(me) ，納米顆粒之間的相互作用究竟如何發生，探索納米顆粒的組裝原理及功能調控。宋永波表示，在無機納米顆粒的組裝中直接觀察到雙（四）螺旋這種生物特征非常神奇，為(wei) 在原子水平上揭示有機體(ti) 與(yu) 無機體(ti) 之間的共性提供了橋梁和探索途徑。未來，原子精確的納米團簇將會(hui) 在自組裝及材料的結構—功能基礎研究中發揮更大作用。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03564-6
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