螺旋状金纳米链结构图
DNA折纸术是近年来提出的一种全新的DNA自组装的方法，是DNA纳米技术与DNA自组装领域的一个重大进展。与传统的DNA自组装技术不同，DNA折纸术通过将一条长的DNA单链（通常为基因组DNA）与一系列经过设计的短DNA片段进行碱基互补，能够可控地构造出高度复杂的纳米图案或结构，在新兴的纳米领域中具有广泛的潜在应用。
中科院北京分院丁宝全课题组致力于研究DNA纳米模板法自组装贵金属纳米颗粒、半导体和磁纳米颗粒，期望获得具有特殊光、电、磁学性能的纳米复合结构。他们利用DNA折纸结构作为模板，精确控制多个金纳米粒子形成具有单一手性、几何构型可控的螺旋纳米链，并检测到可见光区的圆二色信号。这项工作使制备具有特定光学性能的三维等离子体共振结构成为可能。该成果已发表在J. Am. Chem. Soc. 期刊上(Rolling Up Gold Nanoparticle-Dressed DNA Origami intoThree-Dimensional Plasmonic Chiral Nanostructures)。
该研究在长方形DNA折纸结构中特定位点准确设计延长的DNA捕获链，通过DNA双链杂交组装由互补DNA序列修饰的金纳米颗粒，排列成平行的金纳米链，进一步通过折叠链将长方形DNA折纸结构的长边进行卷曲粘合组装，DNA模板形成管状结构的同时使得二维线状排布的金纳米颗粒构成三维螺旋结构。原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）的结果分别证实了这种金属三维纳米结构的成功组装，其长度、螺距、直径等结构参数与预先设计值吻合。这种金纳米颗粒螺旋组装体在其等离子体共振波长处具有显著的圆二色信号，说明了这种金纳米粒子等离子体共振体的手性效应。
此研究实现了单一手性的三维金属纳米颗粒结构的精确组装，为制备金属纳米颗粒、量子点、磁纳米颗粒等具有独特电学、光学和磁学性质的纳米自组装结构提供了新的研究思路。