研究成果

奈米流道引致之單分子DNA拔河:中研院研究團隊成果榮登《Nano Letters》期刊,並獲自然期刊《Nature》專文報導

刊登日期:2012-02-29

  單分子穿隧奈米尺寸大小的孔洞,需克服因自由度減少而造成的熵能屏障,此行為在生物現象中扮演重要且基礎的角色。例如:病毒傳送核酸(DNA 或RNA)到宿主細胞,或細胞經由細胞膜分泌蛋白質等,都需將單分子傳送過奈米尺度的孔洞。由中研院物理所周家復研究員所領導的研究團隊最近發表的研究,他們利用奈米微流晶片仿造生物體微奈米空間並直接觀察研究DNA於奈米流道內的彈性拉伸行為。

  此研究成果,於2012年2月13日刊登於國際知名奈米期刊【奈米通訊】《Nano Letters》,並同時獲國際權威【自然期刊】《Nature》於2月23日專文報導。
這項研究是利用微奈米製程與封裝技術,並結合高解析螢光顯微術為基礎,利用電控的方式操作單分子DNA使其跨越微奈米流道介面所形成的熵屏障,形成特殊且有趣的單一DNA左臂對右臂的拔河現象。此研究探討奈米通道尺寸結構如何影響單分子DNA欲找回其自由度而形成的熵力。研究指出作用於DNA的熵力只與奈米通道的深度(侷限度)相關,並藉此找出其間的規度律,但與通道長度(或DNA在流道內的長度)無關。

  此研究不但是臺灣基礎生物物理研究的亮眼成果,有助於了解奈米尺度下的生物分子行為,及熵力主導之分子傳輸,更進一步可幫助奈米生醫微流晶片的設計應用。

  本篇論文作者包括臺灣大學物理系博士班學生葉佳唯,原中研院一般博士後學者Alessandro Taloni(現任職於義大利CNR-IENI國家研究所),與中研院物理所陳彥龍副研究員,通訊作者為中研院物理所周家復研究員。本研究由中央研究院奈米科技計畫及前瞻主題計畫、行政院國家科學委員會、史丹福大學共同支助完成。

參考網站
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl2045292
http://www.nature.com/nature/journal/v284/n7386/full/482442b.html

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