最近,中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌研究员课题组利用双面DNA瓦片作为构筑模板将金纳米棒组装成离散、空间可定义的三维结构(图一),他们对经典的二维DNA瓦片进行简单序列设计,使在瓦片的两面均有特定序列的粘性末端伸出,从而通过碱基配对原理,指导经DNA表面功能化的金纳米棒在瓦片两面定向组装,即实现构建金纳米棒三维离散结构。而且,通过设计瓦片上DNA粘性末端的位置,可理性调控三维金纳米棒结构的空间构型和对称性。
对金纳米棒三维离散结构的光学性质研究发现(图二),其手性光学响应可通过调节三维空间构型进行调制,通过实验和数值计算两种手段研究分析,认为DNA瓦片自身的手性及瓦片的结构柔性对金纳米棒三维结构构象干扰对手性光学性质具一定影响,但对于本身具有手性构型的不对称金纳米棒三维结构,金纳米棒的表面等离子与左旋和右旋圆偏振入射光的不对称相互作用,是导致其强手性响应的本质原因。
该项工作发表在J. Am. Chem. Soc. (2013, 135 (31),11441–11444),此基础工作将为研究“自下而上”自组装三维可控体系中的物质间相互作用,发展等离子分子尺、灵敏光学传感器件等提供重要思路。
此项工作得到中科院“百人计划”、中科院先导专项、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和科技部的大力支持。