DNA链用于创建可协调的,弹性和热敏凝胶
科学家在日本取得了可协调的、弹性和热敏凝胶通过互补DNA链连接的星形聚合物分子在一起。凝胶和方法用于开发它,可能会导致组织再生的进步,药物输送和软机器人。李翔说北海道大学领导的研究小组报告他们的研究结果在《华尔街日报》高分子科学。
科学家一直在寻找更好的方法来开发凝胶可以用于各种各样的应用程序,包括医学和工程学领域的。理想情况下,此类凝胶需要预测的行为,自愈,足够耐用的严格的工作仅供。
“凝胶是由使用债券聚合物分子联系在一起,”李解释道。“债券连接时,材料更坚固,当他们在应对压力,材料变成液体。”
由于其高生物相容性,水溶解度和温度敏感性,DNA链将高度适合连接聚合物分子利用他们的能力形成互补的债券。然而,迄今为止,科学家们发现很难用DNA与按需发展均匀凝胶弹性性质的链接。
想要解决这个问题,李和他的同事使用软件来模拟不同的DNA序列的形成及其互补链,并确定这些双链如何应对温度变化。他们的目标是确定互补DNA序列,只会断开63°C以上,以确保人体潜在的凝胶的稳定性。
基于软件模拟,他们选择一对互补的DNA序列连接的聚乙二醇(PEG)的四名武装分子。他们准备的凝胶溶解DNA链,分别钉在缓冲溶液混合在试管中沉浸在热水沐浴,然后冷却到环境温度。最后,他们进行了一系列的实验和分析评估产生的凝胶的性质。
凝胶作为预测的模拟执行,保持弹性,自我修复和固体直到其熔化温度的63°C到多个测试周期。实验还表明,PEG分子均匀联系在一起的DNA双链,液体形成链分离时发生。
“我们的发现表明,我们将能够制造DNA凝胶与按需粘弹性性质利用已有的DNA热力学和动力学的数据,”李说。“目标是提高这类凝胶的理解和应用。”
参考:Ohira M, Katashima T,尹浩然,Naito。Star-Polymer-DNA凝胶表现出高度的可预测性和可调机械响应。阿德母亲。2022:2108818。doi:10.1002 / adma.202108818
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