纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构及其构建方法与流程

技术特征：

1.一种纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构的构建方法，其特征在于包括：

构建二维DNA基底；

以单链DNA修饰纳米颗粒，并以单链DNA修饰纳米棒；

使修饰在纳米颗粒上的单链DNA和修饰在纳米棒上的单链DNA与二维DNA基底进行杂交，形成预结构；

使所述预结构与辅助DNA杂交，从而使所述预结构中的二维DNA基底卷曲形成包裹结构，并使所述纳米棒被包裹于所述包裹结构内，以及使复数个纳米颗粒在所述包裹结构上呈三维螺旋形态分布，从而获得纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于包括：使辅助DNA与所述预结构中二维DNA基底上的相应捕获链DNA及修饰在纳米棒上的单链DNA杂交，从而使所述预结构中的二维DNA基底卷曲形成包裹结构。

3.根据权利要求2所述的构建方法，其特征在于：所述二维DNA基底包括第一表面和与第一表面相背对的第二表面，并且所述二维DNA基底包括至少一组第一捕获链DNA、至少一组第二捕获链DNA，其中一组第一捕获链包括沿第一轨迹排列的两条以上第一捕获链DNA，所述第一捕获链DNA的至少部分链段从所述二维DNA基底的第一表面伸出，并与修饰在纳米棒上的单链DNA杂交，使所述纳米棒被固定于所述二维DNA基底的第一表面，其中一组第二捕获链DNA包括沿设定方向排列的两条以上第二捕获链DNA，所述第二捕获链DNA的至少部分链段从所述二维DNA基底的第二表面伸出，并与修饰在纳米颗粒上的单链DNA杂交，使所述纳米颗粒被固定于所述二维DNA基底第二表面；

优选的，所述第一轨迹为直线形轨迹；

优选的，所述二维DNA基底还包括两组第三捕获链DNA，所述的两组第三捕获链DNA分为两列且分别排布于所述纳米棒两侧，其中每一列第三捕获链包括沿第二轨迹排列的两条以上第三捕获链DNA，所述预结构中的纳米棒上修饰有两列能够与所述辅助DNA的第二链段杂交的单链DNA，其中各列能够与所述辅助DNA的第二链段杂交的单链DNA分别与各列第三捕获链对应设置，所述第三捕获链DNA的至少部分链段从所述二维DNA基底的第一表面伸出，并与辅助DNA的第一链段杂交，同时所述辅助DNA的第二链段与所述预结构中修饰在纳米棒上的单链DNA杂交，使所述预结构中的二维DNA基底卷曲形成包裹结构，所述第一链段和第二链段沿辅助DNA的长度方向依次分布；优选的，所述第二轨迹为直线形轨迹或曲线形轨迹，尤其优选为直线形轨迹；

优选的，所述二维DNA基底包括一组第一捕获链DNA，所述的一组第一捕获链DNA沿直线形轨迹排布在所述二维DNA基底的第一表面中央；优选的，所述的一组第一捕获链DNA包括七条以上第一捕获链DNA；

优选的，所述二维DNA基底包括复数条第二捕获链DNA，该复数条第二捕获链DNA分为至少两列平行排布，并使得复数个纳米颗粒分为两列以上平行排布在所述二维DNA基底的第二表面；更为优选的，其中每一列纳米颗粒沿直线形轨迹排列在所述二维DNA基底的第二表面；更为优选的，其中每一列第二捕获链DNA包括4组以上第二捕获链DNA，每一组第二捕获链DNA包括两条以上第二捕获链DNA。

4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述包裹结构为圆筒状、锥筒状或梭子状，优选为圆筒状；和/或，所述包裹结构与所述纳米棒同轴设置；和/或，所述二维DNA基底为DNA折纸纳米结构；优选的，所述二维DNA基底为矩形DNA折纸纳米结构；更为优选的，所述二维DNA基底包含可以折叠的长链DNA和固定链DNA，所述长链DNA在与固定链DNA及捕获链DNA配对后折叠形成所述二维DNA基底，所述捕获链DNA包括第一捕获链DNA、第二捕获链DNA和第三捕获链DNA；优选的，各固定链的碱基数量相对或不相等。

5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：修饰于纳米颗粒上的单链DNA和修饰于纳米棒上的单链DNA具有不同序列；和/或，所述纳米颗粒包括金纳米颗粒和/或金量子点、银纳米颗粒和/或银量子点、半导体量子点中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述纳米棒包括金纳米棒或银纳米棒；和/或，用以修饰纳米颗粒和纳米棒的单链DNA为经巯基功能化的DNA；和/或，将经单链DNA修饰的纳米颗粒和纳米棒与所述二维DNA基底进行杂交形成预结构的杂交温度低于所述二维DNA基底的解链温度；和/或，将辅助DNA与所述预结构进行杂交的杂交温度低于所述二维DNA基底的解链温度。

6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于包括：使所述预结构中的二维DNA基底沿顺时针方向卷曲，从而形成呈左手螺旋结构的纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构；或者，使所述预结构中的二维DNA基底沿逆时针方向卷曲，从而形成呈右手螺旋结构的纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构。

7.一种纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构，其特征在于包括被卷曲为包裹结构的二维DNA基底、被包裹于所述包裹结构内的至少一纳米棒以及复数个纳米颗粒，所述的复数个纳米颗粒呈三维螺旋形态排列在所述包裹结构上。

8.根据权利要求7所述的纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构，其特征在于包括预结构和辅助DNA，所述预结构包括二维DNA基底以及结合在所述二维DNA基底上的纳米颗粒和纳米棒，并且所述预结构包括能够与辅助DNA杂交的单链DNA，在所述能够与辅助DNA杂交的单链DNA与所述辅助DNA杂交后，所述预结构中的二维DNA基底被卷曲为所述包裹结构；

优选的，所述纳米棒和纳米颗粒上均修饰有单链DNA，所述二维DNA基底包括第一表面和与第一表面相背对的第二表面，并且所述二维DNA基底包括至少一组第一捕获链DNA和至少一组第二捕获链DNA，其中一组第一捕获链包括沿第一轨迹排列的两条以上第一捕获链DNA，所述第一捕获链DNA的至少部分链段从所述二维DNA基底的第一表面伸出，并与修饰在纳米棒上的单链DNA杂交，使所述纳米棒被固定于所述二维DNA基底的第一表面，其中一组第二捕获链DNA包括沿设定方向排列的两条以上第二捕获链DNA，所述第二捕获链DNA的至少部分链段从所述二维DNA基底的第二表面伸出，并与修饰在纳米颗粒上的单链DNA杂交，使所述纳米颗粒被固定于所述二维DNA基底的第二表面；优选的，所述第一轨迹为直线形轨迹；

更为优选的，所述能够与辅助DNA杂交的单链DNA包括能够与所述辅助DNA的第一链段杂交的第三捕获链DNA以及修饰在所述预结构中的纳米棒上的且能够与所述辅助DNA的第二链段杂交的单链DNA，所述二维DNA基底包括两组所述的第三捕获链DNA，所述的两组第三捕获链DNA分为两列且分别排布于所述纳米棒两侧，其中每一列第三捕获链包括沿第二轨迹排列的两条以上第三捕获链DNA，所述预结构中的纳米棒上修饰有两列能够与所述辅助DNA的第二链段杂交的单链DNA，其中各列能够与所述辅助DNA的第二链段杂交的单链DNA分别与各列第三捕获链对应设置，所述第三捕获链DNA的至少部分链段从所述二维DNA基底的第一表面伸出，并与辅助DNA的第一链段杂交，同时所述辅助DNA的第二链段与所述预结构中修饰在纳米棒上的单链DNA杂交，使所述预结构中的二维DNA基底卷曲形成包裹结构，所述第一链段和第二链段沿辅助DNA的长度方向依次分布；优选的，所述第二轨迹为直线形轨迹或曲线形轨迹，尤其优选为直线形轨迹；

优选的，所述二维DNA基底包括一组第一捕获链DNA，所述的一组第一捕获链DNA沿直线形轨迹排布在所述二维DNA基底的第一表面中央；

优选的，所述二维DNA基底包括复数条第二捕获链DNA，该复数条第二捕获链DNA分为至少两列平行排布，并使得复数个纳米颗粒分为两列以上平行排布在所述二维DNA基底的第二表面；更为优选的，其中每一列纳米颗粒沿直线形轨迹排列在所述二维DNA基底的第二表面；更为优选的，其中每一列第二捕获链DNA包括4组以上第二捕获链DNA，每一组第二捕获链DNA包括两条以上第二捕获链DNA。

9.根据权利要求7所述的纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构，其特征在于：所述包裹结构为圆筒状、锥筒状或梭子状，优选为圆筒状；和/或，所述包裹结构与所述纳米棒同轴设置；和/或，所述二维DNA基底为DNA折纸纳米结构；优选的，所述二维DNA基底为矩形DNA折纸纳米结构；更为优选的，所述二维DNA基底包含可以折叠的长链DNA和固定链DNA，所述长链DNA在与固定链DNA及捕获链DNA配对后折叠形成所述二维DNA基底，所述捕获链DNA包括第一捕获链DNA、第二捕获链DNA和第三捕获链DNA；优选的，各固定链的碱基数量相对或不相等；和/或，修饰于纳米颗粒上的单链DNA和修饰于纳米棒上的单链DNA具有不同序列；和/或，所述纳米颗粒包括金纳米颗粒和/或金量子点、银纳米颗粒和/或银量子点、半导体量子点中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述纳米棒包括金纳米棒或银纳米棒；和/或，用以修饰纳米颗粒和纳米棒的单链DNA为经巯基功能化的DNA；和/或，将经单链DNA修饰的纳米颗粒和纳米棒与所述二维DNA基底进行杂交形成预结构的杂交温度低于所述二维DNA基底的解链温度；和/或，将辅助DNA与所述预结构进行杂交的杂交温度低于所述二维DNA基底的解链温度。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构，其特征在于：所述二维DNA基底沿顺时针方向卷曲，使所述纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构呈左手螺旋结构；或者，所述二维DNA基底沿逆时针方向卷曲，使所述纳米颗粒螺旋和纳米棒组合结构呈右手螺旋结构。