納米線(Nanowire)是一種在橫向上被限制在100納米以下(縱向沒有限制)的一維結構,在新一代感應器、納米電子設備、納米藥物等方面具有廣泛用途。特定結構的納米線可以控制它的各種特性,因此從微觀上精確控制納米線的組成結構是關鍵所在。

一個由美國和歐洲科學家組成的研究組發明了一種技術,通過由腺嘌呤(adenine)鹼基構成的單螺旋DNA 結構作為模版,引導鈀(Palladium)離子有序地綁定在特定的位置成為另一個螺旋結構,兩者一起形成一個有著DNA雙螺旋結構的納米線。

DNA 近年來成為納米科技領域一個重要的工具,因為通過鹼基排列的順序,可以「編碼」控制最終搭建的結構。研究人員常把金屬分子整合到DNA 結構之內,這能夠賦予納米材料諸如光活性、導電性、磁性和催化活性等各種各樣的特性。

因為金屬離子可以綁定在DNA 結構內的多個位置,所以控制金屬分子與DNA 結構的整合不是一件容易的事情。這份研究找到了一個辦法,讓鈀離子有規律地綁定在DNA 單螺旋結構上。

研究人員造出一種特定的鈀配體結構,這個配體呈芳香烴的環狀,能夠綁定鈀離子四個綁定點中的三個,使得鈀離子只剩下一個綁定點可以和DNA 綁定。如此,鈀離子只會綁定到腺嘌呤鹼基的特定部位——氮原子上。

而且,這個配體還含有氧原子,易與腺嘌呤鹼基內的氫鍵結合。研究稱,這樣搭建出來的結構與常見的DNA 雙螺旋結構一模一樣,可是因為現在這個結構由鈀離子控制、自動組成,導致最終造出的新結構比天然的雙螺旋結構更牢固。

研究組表示,下一步將探索怎樣調整配體,賦予這種納米線各種物理特性。這份研究2 月9 日發表於《應用化學》(Angewandte Chemie)期刊。◇