碳纳米电极氮掺杂以增强DNA易位动力学控制
介观与纳米尺度物理
2018-08-13 v1
摘要
控制DNA易位动力学是基于纳米孔的DNA测序新兴领域中的核心问题。为探讨碳纳米结构杂原子掺杂实现该目标的潜力，本文对在两个原始或掺杂碳纳米管(CNT)电极间易位的单链DNA进行了原子级分子动力学模拟。具体地，我们考虑封端CNT (capCNT)电极的取代氮掺杂，并对被困住和易位的单链DNA进行了两类分子动力学模拟。我们发现capCNT的取代氮掺杂稳定了边缘朝向的核苷酸碱基构型而非原始的平面朝向构型，并通过在N掺杂原子与碱基间形成氢键减慢了DNA易位速度。由于DNA与N掺杂capCNT间增强的相互作用，纳米间隙内碱基的持续时间延长了高达约290%，碱基的波动降低了高达约70%。鉴于其与外源光或栅压调制方法结合的可能性，本工作表明取代氮掺杂是通过基于碳纳米材料的纳米孔或纳米间隙控制DNA易位动力学的一个有前景的方向。
引用
@article{arxiv.1708.07020,
title = {Nitrogen doping of carbon nanoelectrodes for enhanced control of DNA translocation dynamics},
author = {Sang Won Jung and Han Seul Kim and Art E. Cho and Yong-Hoon Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.07020},
year = {2018}
}
备注
11 pages, 4 figures