精確控制納米結構是制造功能性納米材料的關鍵,功能性納米材料可以增強電子傳感器以及藥物輸送等。由于生物分子能夠與特定的靶標結合,自組裝構建成復雜的結構,因此,研究人員正在研究如何模仿生物學來制造納米材料。
例如,可以通過模擬“肽介導的生物礦化”的現象來制造功能性無機結構。在這個過程中,肽的短鏈氨基酸與無機物質結合,形成晶體。然而,控制肽的空間定向是具有很大難度的,并且它可以決定最終結構。
由北海道大學生物分子化學家Kazuyasu Sakaguchi領導的一個研究小組成功地進行了生物礦化肽分子的組裝。他們借助p53的抑制腫瘤細胞來控制這一過程。這些肽融合到p53蛋白質鏈中形成四個分子的基團的四聚物(科學報告,“低聚能增強生物礦化肽之間的結合力,并形成了納米結構”)。
可以用四個分子基團的四聚體,精確引導納米銀顆粒形成特定的形狀:在這種情況下,形成六角形納米片。(圖片來源:Kazuyasu Sakaguchi)
四聚體是對稱的,并且可以成為有吸引力的支架來影響裝配過程。四聚體可以用于精確地引導納米銀顆粒呈現特定形狀:在這種情況下形成六角形納米片。
他們發現這些四聚體對銀的特定表面結構具有強烈的吸引力,可以通過調節晶體生長的方向來形成六角形納米片。此外,四聚體肽控制了銀的晶體生長而不發生降解,使其能夠多次重復該過程。
Sakaguchi說:“這種應用生物礦化肽以及其他蛋白質的方法更加高效的控制各種無機材料納米結構,”如今,生產量身定做的納米材料更加具有可行性。“ |