Programmable Lanthanide Metal–Organic Framework for Ultra-Efficient Nucleic Acids Extraction and Interaction Analysis

核酸 化学 适体 纳米材料 镧系元素 组合化学 合理设计 树枝状大分子 吸附 纳米技术 有机化学 生物化学 材料科学 遗传学 生物 离子
作者
Long Yu,Qi Xu,Yuqing Sun,Yuhao Wang,Yongling Tang,Qianqian Yuan,Shuang Peng,Gaosong Wu,Yuxiu Xiao,Xiang Zhou
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:96 (28): 11455-11462 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.4c01839
摘要

Efficient, mild, and reversible adsorption of nucleic acids onto nanomaterials represents a promising analytical approach for medical diagnosis. However, there is a scarcity of efficient and reversible nucleic acid adsorption nanomaterials. Additionally, the lack of comprehension of the molecular mechanisms governing their interactions poses significant challenges. These issues hinder the rational design and analytical applications of the nanomaterials. Herein, we propose an ultra-efficient nucleic acid affinity nanomaterial based on programmable lanthanide metal-organic frameworks (Ln-MOFs). Through experiments and density functional theory calculations, a rational design guideline for nucleic acid affinity of Ln-MOF was proposed, and a modular and flexible preparation scheme was provided. Then, Er-TPA (terephthalic acid) MOF emerged as the optimal candidate due to its pore size-independent adsorption and desorption capabilities for nucleic acids, enabling ultra-efficient adsorption (about 150% mass ratio) within 1 min. Furthermore, we elucidate the molecular-level mechanisms underlying the Ln-MOF adsorption of single- and double-stranded DNA and G4 structures. The affinity nanomaterial based on Ln-MOF exhibits robust nucleic acid extraction capability (4-fold higher than commercial reagent kits) and enables mild and reversible CRISPR/Cas9 functional regulation. This method holds significant promise for broad application in DNA/RNA liquid biopsy and gene editing, facilitating breakthroughs in analytical chemistry, pharmacy, and medical research.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xxxgoldxsx完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Luccvy完成签到,获得积分10
6秒前
果冻呀发布了新的文献求助10
7秒前
tangzl完成签到 ,获得积分10
7秒前
香蕉觅云应助蓝天采纳,获得10
8秒前
芍药完成签到 ,获得积分10
10秒前
酷波er应助曲听安采纳,获得10
15秒前
zc发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
瑾sir完成签到,获得积分10
22秒前
池鲤完成签到 ,获得积分10
23秒前
YYY发布了新的文献求助10
24秒前
龍fei完成签到,获得积分10
24秒前
jia完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
科研通AI6.2应助果冻呀采纳,获得10
26秒前
26秒前
zc完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
hitzwd完成签到,获得积分10
27秒前
衣兮发布了新的文献求助10
29秒前
陆家麟发布了新的文献求助10
30秒前
我是老大应助123采纳,获得10
30秒前
养猫的路飞完成签到,获得积分10
31秒前
精明的沅发布了新的文献求助30
34秒前
36秒前
Lancelot完成签到,获得积分10
38秒前
sb完成签到,获得积分10
38秒前
伏伏安完成签到,获得积分10
40秒前
42秒前
Zhangym完成签到 ,获得积分10
44秒前
陆家麟完成签到,获得积分10
45秒前
46秒前
48秒前
完美世界应助陆家麟采纳,获得10
49秒前
wmf完成签到 ,获得积分10
52秒前
蓝天发布了新的文献求助10
52秒前
Lexi完成签到,获得积分10
53秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Superabsorbent Polymers: Synthesis, Properties and Applications 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6351150
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8165811
关于积分的说明 17184435
捐赠科研通 5407334
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862894
邀请新用户注册赠送积分活动 1840426
关于科研通互助平台的介绍 1689539