基于水/异丙醇混合溶剂的球形核酸高效合成新策略及其方向性调控机制研究

为解决传统球形核酸(SNA)合成方法耗时长、条件苛刻的问题，研究人员开发了一种在水/异丙醇(IPA)混合溶剂中快速制备SNA的新策略。该研究首次发现溶剂极性可调控DNA与金纳米颗粒(AuNPs)的相互作用，实现了硫醇化/炔基化DNA的高效偶联，并突破性地利用炔基/硫代磷酸酯双功能化实现了DNA接枝方向性控制，为DNA-纳米材料界面工程提供了新思路。

　　

球形核酸(SNA)作为人工设计的生物纳米材料，其核心是纳米颗粒表面呈放射状排列的高密度DNA"森林"。与传统盐老化、低温或脱水等合成方法不同，这项研究开创性地在水/异丙醇(IPA)混合溶剂中实现了SNA的高效制备。研究发现，这种可调极性的溶剂环境能显著改变DNA与金纳米颗粒(AuNPs)的相互作用模式——不仅加速了DNA的接枝过程，更首次观察到三个突破性现象：增强的DNA吸附(伴随配体解吸)、金-炔键(Au-alkyne)的高效形成，以及基于炔基/硫代磷酸酯双功能化的DNA方向性调控。

通过系统研究未修饰、硫醇化和炔基化DNA在IPA/H₂O体系中的组装行为，研究人员揭示了溶剂微环境对DNA-AuNP界面化学的深刻影响。特别值得注意的是，该策略使得原本难以实现的双功能DNA定向排列成为可能，这为精准调控纳米颗粒表面DNA拓扑结构提供了新工具。这些发现不仅革新了SNA的合成范式，更开辟了通过溶剂工程调控生物分子-纳米材料相互作用的新研究方向。