聚合物构象依赖性动态：固态纳米孔捕获与易位的机制研究

【编辑推荐】来自国际团队的研究人员针对聚合物构象如何影响固态纳米孔捕获与易位这一关键问题，通过pBR322质粒DNA的超螺旋（supercoiled）和线性（linear）结构对比实验，揭示了构象依赖性"拥挤效应"（crowding effect）。研究发现线性构象会显著改变DNA捕获动力学，而超螺旋比例升高会增强折叠易位频率，该成果为纳米孔测序技术优化提供了新视角。

　　

当质粒DNA（plasmid pBR322）穿越固态纳米孔（solid-state nanopores）时，其超螺旋（supercoiled）与线性（linear）构象会引发截然不同的动力学行为。研究人员通过系统分析电流阻塞（current blockage）特征与外加电压的关系，发现线性构象会非线性地干扰DNA捕获过程——随着超螺旋质粒比例降低，折叠易位（folding translocation）频率提升，同时阻塞电流振幅的标准差减小。有趣的是，当电压升高时，混合质粒中部分折叠的线性构象会产生协同增强效应，这种现象被定义为"分子交通拥堵"（crowding effect）。该研究不仅阐明了聚合物构象转变（conformational transitions）的动态规律，更为优化纳米孔DNA测序（sequencing）和生物传感（sensing）技术提供了理论基石。