DNA纳米管被银团簇用DNA序列颜色所装饰。（来源：加州大学圣芭芭拉分校）

加州大学圣芭芭拉分校中由Beth Gwinn带领的研究小组使用的银的价值远远高于银作为一种商品的价值，尽管他们的使用量很小。

这个小组用贵金属制造纳米级别的具有独特荧光性能的银团簇。这种性能在很多传感器应用中是非常重要的，包括生物医学成像。

这个小组的最新研究以特刊的形式发表在这个月的美国化学会《纳米技术》杂志上。科学家们把银团簇放在纳米级实验板上有序的位置上，纳米级实验板是光合和电子原型测试的基础结构。“我们的实验板是具有被设计成7纳米距离空间的DNA纳米管，”加州大学圣芭芭拉分校物理系的研究生，首席作者Stacy Copp说。

“由于DNA与技术原子的强烈相互作用，将DNA实验板设计成在引入与重金属原子的相互作用时保持想要的结构是非常具有挑战性的，”加州大学物理系的Gwinn教授说。“Stacy的工作表明，当银团簇被引进时，实验板不仅能保持原形状，而且能够标记出几百个含有特定数目银原子的阵列——这是一项了不起的控制程度，对于实现新型纳米级光子很有前景。”

这项新型DNA纳米科技的结果表明了得到均匀尺寸和形状颗粒的难度。“为了用自组装工艺制造光子阵列，你必须能够定制你在阵列上放置银团簇的位置，”Copp解释说，“这篇论文第一次用银团簇做了演示。”

银团簇的颜色很大程度上由环绕在它们周围并控制它们尺寸的DNA序列决定。为了创造一种具有DNA对应颜色的可定位的银团簇，研究人员设计了一片具有两部分的DNA：一部分环绕在银团簇周围，另一部分附着于DNA纳米管上。“从纳米管中伸出来DNA短链段的是作为银团簇对接位的DNA主链段。”Copp解释说。

这个研究小组的研究生和本科生研究人员能够将银团簇的发光范围从在很宽的颜色范围内调整，从蓝绿一直到红外线——这是一项重要的成就，因为生物组织在红外线波长窗口处具有高透明性。根据Copp的说法，生物学家一直在寻找一种更好的染料分子或其他的红外线放射物用来透过组织进行成像。

“人们一直在用类似银团簇的技术来检测汞离子，小DNA片段以及其他很多生物化学分子对人类的疾病非常重要，”Copp说，“但是将银团簇放在实验板上而不是在试管中做实验你会了解到更多。如何你可以在同一时间看到不同分子的阵列，你会获得更多信息。”

研究中展示的模块化设计意味着这种逐步的过程可以很容易推广到不同尺寸的银团簇和很多类型的DNA支架。文章向读者介绍创造稳定银团簇的DNA的过程。这种新提出的方法为研究人员提供了一种在迅速扩张的纳米光子学领域新级别的控制和灵活性。

Copp研究总的主题是理解DNA如何控制银团簇自身的尺寸和形状，为了能建立纳米点阵列，找出如何利用银团簇被DNA稳定住这一事实。

“这很有挑战性，因为我们不懂银河DNA之间的互动，”Copp说，“所以我在做的一部分工作是利用大数据集建立一个研究成果序列库并发表，这样其他科学家可以利用。我们想给研究人员明智地设计这类结构的工具而不是只能猜测。”

文章的致谢包括献给“那些在伊斯拉维斯塔悲剧中献出生命的的学生以及第一位反馈者的勇气，他的无私拯救了很多生命。”

新材料在线编译整理——翻译：田云   校正：摩天轮