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科学家用DNA制造出纳米级温度计

KevinKevin
来源:筑梦创造
2016-05-03 14:27:13

本周《纳米通讯》上发表了一项新的研究成果,蒙特利尔大学的研究者利用DNA发明了一种温度计。这种人工编码的DNA,大小只有头发的1/20000。这种温度计可以测量微观环境的温度,这将极大地加深了人们对自然和纳米技术的了解。

60年前,科学家发现DNA是存储人类遗传信息的关键生物分子,DNA双链在受热的时候会解开(这个过程称为解链)。Alexis Vallée-Bélisle教授说:“近年来生化学家发现,蛋白质和RNA等生物分子在生物体内也会随着温度的变化而发生状态的改变。我们的团队受此启发,制造了各种编码的DNA温度计,这些DNA可以在特定的温度下解链,这样就实现了温度的测量。”

使用DNA作为温度计最主要的好处就是结构简单、可以人工编码。David Gareau是这篇论文的第一作者,他解释说:“DNA中包含了4中脱氧核苷酸:ATGC,其中A和T配对,G和C配对。碱基之间是由氢键连接的,AT之间有两个氢键,GC之间有三个氢键。所以当GC配对在DNA中比例较大时,解链就需要更多的能量。利用这样的结构特点,我们可以制造出在特定温度条件下解链的DNA。”另一位作者Arnaud Desrosiers补充说:“为了能看到这些微观的变化,我们在这些DNA结构中加上荧光标记,这样我们就制造出了长度仅有5纳米的温度计。”

因为DNA温度计的发明,纳米科技向我们敞开了新的大门,而且这帮助我们更深层次地了解分子生物学。“现在生物学中仍然有很多亟待解决的问题。比如,我们知道人体的正常体温是37.5℃,但是我们不清楚在细胞内温度是否更高。”这一团队正在研究的问题就是,在细胞高速生产分子时,是否会过热。“相信在不久的将来,我们可以将这一研究成果应用于电子设备,从而实现纳米级别的温度监控。”

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